摘要：本文通过研究对比分析，从系统运行安全性和经济性两个方面考量，针对某电厂1000MW机组循环水泵变速改造项目，提出了最优技术方案。
关键词：循环水泵；双速改造
前言
国内某电厂安装2×1000MW超超临界火电发电机组。机组凝汽器冷却水采用单元制海水直流供水系统，两台机组合建一座海水循环水泵房，每台机组配置3台循环水泵，出于安全运行考虑，单台机组冬季2台循环水泵运行，运行经济性差。因此考虑对循环水泵进行变速改造，在保证机组安全运行的基础上节约运行电费。
结合该电厂循环水泵电机及水泵设计规格，可行的改造方案为单台机组1台双速改造（16/18级）、单台机组2台双速改造（16/18级）和单台机组1台变频改造。本文将对三种改造方案从系统运行安全性方面进行理论分析，从系统运行经济性方面进行可比节能效益、可比投资回收期的数据分析，得出最优变速改造方案。
1 高低速水泵并联特性原理
高低速循环水泵并联的工作原理与不同性能的水泵并联原理相同，对于高低速水泵并联运行来说，高低速水泵并联的运行方式可行的条件是高低速循环水泵并联的扬程特性曲线和管路特性曲线有交点，即在管路系统中存在高低速循环水泵并联的工作点。因此在电厂循环水系统运行中，高低速循环水泵并联运行的可行性和合理性分析的关键在于判断水泵在并联运行时的工况点是否已经偏离了其高效区。
2 高低速水泵并联特性分析
依据该电厂循环水泵制造厂提供的16/18级双速改造的高速水泵特性曲线、低速水泵特性曲线、2高1低并联运行特性曲线、1高1低并联运行特性曲线、高速水泵效率曲线及低速水泵效率曲线，核算循环水泵不同组合方式运行工况：在1高并1低和2低并联运行时，高速循环水泵和低速循环水泵均在高效工作区运行，该运行方式可行且合理。在1高并2低、2高并1低时，低速泵的工况点偏离了高效区。
表1 高低速泵并联运行各循环水泵运行状态
注：海水取水液位按平均低潮位-0.45m考虑。
3 改造方案节能效益对比分析
变频器控制设备造价按800元/Kw估算，双速泵电机改造按110元/Kw估算，电机运费按1元/吨/公里估算，变频器自身功率损耗按5%考虑，变频设备维护费用按5万元/年考虑，对各方案水泵运行年费用比较。单台机组一台水泵双速改造回收年限为1.14年，二台水泵双速改造回收年限为1.53年，一台水泵变频改造回收年限为4.07年。
双速与变频调速都可实现循环水泵降耗节能的作用，技术上都是可行的，但是高压变频调速的缺点是整套高压变频柜设备比较庞大，占地面积大，变频设备对环境要求高，要求有空调房间。电子设备在高压环境下故障率高，安全性差，需要专业人员时时维护，后期维护成本高。而双速改造方案有一定的调节能力，初投资较低，施工方便，回收期短，因此推荐采用双速改造方案。单台机组对2台水泵进行双速改造与单台机组对1台水泵进行改造的方案相比，回收期略有增加，但是机组的运行安全性及灵活性都大幅提高，综上推荐对单台机组进行二台循环水泵方案改造。
4 改造后机组运行安全性分析
由于冬季为保证循环水系统运行安全，需维持2台循环水泵运行，单台水泵事故时，处于待机的水泵会立即联锁启动，但是在较短时间可能出现单台低速或单台高速水泵运行的工况，此时背压会发生一定的升高。因此经核算，由表2、表3可知：冬季单台低速泵并联单台高速泵运行，可以满足100%工况要求。冬季单台低速泵运行，机组背压可以满足50%工况要求。
表2 1000MW机组100%负荷运行背压
表3 1000MW机组50%负荷运行背压
5 结论
该电厂1000MW机组循环水泵（二台）推荐采用双速改造方案，冬季推荐循环水泵采用2台低速并联运行，夏季推荐3台高速泵并联运行，春秋季推荐采用一高一低或2台高速并联运行。冬季循环水泵2台低速或一高一低运行，凝汽器背压可以满足机组安全运行要求。但是冬季单台低速运行，凝汽器管束流速过低，长期运行会对安全运行凝汽器造成风险，在这种工况下应立即启动备用泵。
参考文献：
[1]凌桂荣.论循环水泵节能技术研究与实施研究[J].科技创新与生产力，2012（11）：39-40.
[2]焦文刚，隋伟.循环水泵电机改极降速节能分析[J].黑龙江水利科技，2015（1）：55-56.
作者简介：
付康民（1983—），男，学士，工程师，主要从事发电厂节能管理、集控运行工作。
论文作者:付康民
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
标签：水泵论文; 机组论文; 工况论文; 方案论文; 电厂论文; 曲线论文; 凝汽器论文; 《电力设备》2018年第33期论文;