陈璋茂
（茂名臻能热电有限公司 广东茂名 525000）
摘要：近年来，我国的经济水平得到了快速的提升，随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，人们对能源的需求量在逐年增加，我国面临着严重的能源紧缺问题。为了能够提升企业的竞争力，促进企业的可持续发展，各个企业都必须要大力发展节能技术。因此电厂凝结水泵电机的变频调速节能改造已经成为必然趋势，成为了电厂降低厂用电耗率的必然措施。本文主要对电厂凝结水泵进行介绍，分析了电厂凝结水泵电机定速运行存在的问题、凝结水泵变频调速的必要性、凝结水泵节能优化的基本原则，在此基础上提出电厂凝结水泵电机变频调速节能的原理，并对改造后电厂凝结水泵电机的节能效果进行分析。希望能够对电厂凝结水泵电机的变频调速节能改造具有一定的帮助。
关键词：凝结水泵；水泵电机；变频调速
当前阶段，我国经济发展速度较快，工业能源消耗依旧呈现出粗放型的特征，这导致了我国的能源紧缺问题越来越严重。电力工业在我国经济发展过程中扮演着十分重要的角色，能源消耗量也十分庞大，已经成为我国能源消耗的重要行业之一。从目前的研究数据来看，电力行业的节能潜能十分巨大，如果能够采用高效的节能措施，电力行业可以节省的耗电量可以达到甚至超过总耗电量的5%。可见，对电力行业进行技术改造，提升电力企业的生产效率，降低电力企业的能源消耗率，对促进电力企业的健康可持续发展，有着十分重要的促进作用。此外，当前电力企业面临着煤价上涨、网上竞价等不利环境，从技术改造方面入手，降低能源消耗，有效控制成本，从而提升企业的经济效益，提高企业的市场竞争力，是电力企业发展中的必然发展方向。作为电厂汽轮机热力系统中的重要组成部分，凝结水泵的电机耗电量占据着电厂总用电量的0.45%。一般情况下，电厂为了保障凝结水泵电机的安全稳定运行，在凝结水泵电机运行的过程中会采取阀门节流等措施，但这将在一定程度上造成能源的浪费。因此，本文从电厂凝结水泵的使用现状及目前存在的问题出发，对电机变频调速节能的原理进行阐述，并在此基础上探讨其节能效果，希望能够对凝结水泵电机变频调速节能改造提出具有可行性的建议。
1 电厂凝结水泵的介绍
凝结水泵在电厂凝结水系统中发挥着十分重要的作用，是电厂凝结水系统中的重要组成部分。凝结水泵通常采用离心式结构，利用电动机高速运转而产生的机械能升高凝汽器内凝结水的压强，从而使凝结水受到化学处理及低压加热器处理之后进入到除氧器内，这样就完成了机组热力系统的整个汽水循环过程。从当前工作实际情况可知，很多电厂凝结水泵机组都在高负荷运转，变化十分频繁且变化幅度相对较大。
2 电厂凝结水泵运行中存在的问题
当前很多电厂凝结水泵的电机依旧适用定速运转的形式，仍然依靠阀门节流的形式来控制凝结器热水井的水位，其在运行过程中存在的问题具体如下表：
表1：电厂凝结水泵运行存在的问题及影响
3 凝结水泵变频调速的必要性
凝结水泵能够吸出凝汽器底部热井内的凝结水，对其进行升压，并通过低压加热器等设备将其凝结水输送至除氧器。目前电厂使用的凝结水泵大多采用定速调节的方式，也就是通过定速电动机托运，同时通过对出口调节阀开度进行调节进而控制凝结水泵的流量，从而达到控制凝汽器水位的目的，在运行的过程中节流损失相对较大。而变频调节状态下凝结水泵出口的调节阀会全部打开，利用对凝结水泵转速的调节来控制凝结泵的水流量大小。与定速调节相比，变频调节的效率会更高一些。所以，凝结水泵电机的变频调速节能改造就显得十分必要了。凝结水泵在目前运行的过程中还存在一系列问题有待于解决，具体如下：
第一，机组运行负荷的高低将直接影响系统管网的阻力，当负荷越低时阻力会相应增大，这就会导致节流损失随之增加，从而降低凝结水泵的运行效率。第二，电动调节门的调节品质差，这在很大程度上制约了调节水位的稳定性。第三，对于凝汽器热水井的水位依旧不能稳定有效控制，从而导致热水位有时高有时低，导致工作人员需要频繁进行操作，从而严重影响到机组的安全有效运行。第四，凝结水泵会出现严重的窜动，导致电流的大幅度波动，很容易导致轴承的损坏。
针对以上问题，相关研究人员提出凝结水泵的变频调速装置有助于电机最佳状态运行的实现，可以在一定程度上提升凝结水泵的运行效率，从而有助于节能目标的实现。并且凝结水泵电机的变频调速节能改造还有利于对泵组性能的改善，所以此项节能改造十分必要。
4 凝结水泵节能优化的基本原则
凝结水泵电机变频调速节能改造需要遵循的原则具体如下：首先，对凝结水泵进行节能降耗改造必须要确保改造之后的水泵与机组之间的配套性能良好。水泵的流量和扬程等都必须要和机组在负电工况状态下相配套。其次，改造凝结水泵的目的一方面是节能降耗，另一方面还需要提升凝结水泵的运行效率，从而真正达到高效率低能耗的理想运行状态。最后，改造之后凝结水泵的各个零部件要容易从市场上买到，且要确保成本低，检查维修工艺要良好，确保当水泵在运行过程中出现问题时，能够及时得到良好的维修、养护。
5 电厂凝结水泵电机变频调速节能的方式
目前很多电厂都通过定速调节对机组的负荷进行调整，尽管这种方式操作简单方便，但也有其不利的一面，那就是能源损耗相对较大。因此，电厂的研究人员一直致力于对节能降耗方式的研究。随着科学技术的进步，人们利用变频器对凝结水泵电机输出转速进行改变从而实现节能降耗目标的技术变得愈加成熟。这种方式是在改变电机电源输出频率的基础上对电机输出速度进行改变的一种方式，以此来实现调速的目的。此种调速方式具有其十分明显的优势，如调速效率高、节能效果明显、能够延长电机的寿命、噪音小等。
采用异步电动机的变频调速，可以较好地控制系统性能，提高运行效率，减少了设备内部应力，延长电机寿命。泵的流量正比于转速，功率正比于转速的三次方。因此，在启动时，可通过控制频率来缓慢增加速度，实现无级调速，形成软启动，大大减少凝结水泵的工作电流，降低了启动功率，具有非常明显的节能效果，且可防止电流冲击和“水锤”现象，减少维护量，延长系统寿命。运行在非设计工况时，随转速的降低，其必需汽蚀余量与转速的平方成正比，这时将会大大降低必需汽蚀余量，减少泵内发生汽蚀的可能性，延长水泵寿命。
一拖二的设计方式，即采用一台变频器可以轮流带两台凝结水泵运行。并考虑了多种状况下（不停机切换、事故自投等）的运行方式。变频调节接线方式示意图如图1所示。
图1 凝结水泵变频调节接线方式示意图
6 改造后电厂凝结水泵电机的节能效果分析
经过变频调速节能改造之后，电厂凝结水泵在各种负荷状况下运行时的电流都有了一定程度的降低，可见变频调速节能改造对降低电耗有明显的效果。根据对改造数据的分析可知，一台经过变频调速改造之后的凝结水泵与改造之前相比，一年时间可以为电厂节省69.7万元。表1为云南某电厂300MW机组额定工况下水泵电机每小时耗电量。
表1 凝结水泵电机工频、变频运行耗电量实测比较
以年平均负荷定为255MW，年平均运行小时数为6000小时计，变频运行年节约厂用电为1744044kW·h，年节电率为34.74%，按电价0.4元/kW·h计，可节约费用69.7万元。
可见，改造的节能效果是十分明显的，不但节省了能源消耗，还在很大程度上降低了电厂的成本开支，经济效益十分显著。此外，改造之前利用阀门进行节流，很容易导致水泵电机发生损坏，从而带来昂贵的维修费用。而经过变频调速改造之后，由于水位相对稳定，因此电机情况也相对稳定，维修状况明显减少，在很大程度上减少了电机维修费用的开支，这也有利于电厂节能降耗工作的有效开展。同时，经过变频调速节能改造之后的凝结水泵的发动机可以实现软起动，使得电流值始终低于额定电流值，电流更加稳定。经过变频调速节能改造之后的凝结水泵也不会在产生刺耳的噪音，在一定程度上也改善了工人们的工作环境。
7 总结
随着社会的进步，能源紧缺、环境污染已经成为当今时代人们面临的重要问题，为了促进社会的健康可持续发展，人们必须要重视并努力解决此问题。在电力企业中，凝结水泵电机的损耗会带来严重的能源消耗，而经过变频调速节能改造之后实现了明显的节能效果，在降低企业成本、减少噪音、改善环境等方面也发挥着十分重要的作用。可见，对电厂凝结水泵进行变频调速节能优化是企业实现节能降耗目标的一个重要途径，希望此项技术能够得到良好的发展，促进企业可持续健康发展的实现。
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失。出于线路保护的要求，在线路中应当设置合适数量的自动化开关。当线路后段或者线路支线发生故障时，设置在线路上具备有保护作用的断路器就可以实现故障线路的有效隔离，从而避免故障线路的故障影响到非故障线路供电，提高配网可靠性。合理设置开关设备能够有效保证配网的可靠性，在实际中扩大自动化开关设备配置不仅可确保配网的可靠性，还会降低故障跳闸引起的损失，同时提高供电效益。
2.3施工时配置设备提高配网安全性
提高配网性能，提高电力工程绝缘能力是一项重要措施，有效合理地对继电装置进行调整维护必不可少。配网设置中性点能够提高线路保护对对地单相短路电流的敏感度，快速触发断路器工作，切断故障电流，从而保护电路，然而它同样具有不足之处，中性点需要设置合理科学的接地电阻才能够有效帮助其发挥作用。设置中性点以及继电保护装置能够有效保护配网电路安全和运行稳定，因此合理设计并在施工时配置合理设备对提高配网的安全性十分有必要。
2.4配网施工时注意施工地形与地下管线
在开展10kV配电网的建设工程设计时，相关人员需要深入建设现场勘查地形，此外还需要对当地地下管路的情况进行充分了解，深入分析地下管路是否会对工程建设产生影响。在充分了解实际情况后，从10kV配电线路设计与施工要求出发，对线路的走向进行确认，同时还要明确线路之间的距离。此外，设计施工人员还需要考虑到当地自然因素的影响，尽量选择环境条件较为适宜的地点，减少极端天气对电网建设的影响。10kV配网的施工需要考虑施工地形以及地下管线，尤其电力管道架设，必须考虑管道架设位置以及路径。此外架设深度必须要准确测量与验证。配网施工在考察实际工程环境后，根据要求制定最终施工路线前，还必须考虑线路以及客户之间的关系，使线路得到合理配置，提供高质量的供电服务。
2.5加强配网电力工程施工管理
10kV配电网施工在前期环境勘查完成后，应根据施工要求和市政规划的要求等，在综合各种因素基础上，科学制定出最终施工方案。施工之前还需要做好材料、设备的准备工作，严把工程材料关，严格按要求选择合格线路设备材料，确保材料质量合格与绝缘性良好，为线路设备可靠安全供电打下坚实基础。此外配网施工还要严控施工进度，充分考虑线路与周围环境、沿线居民的关系，协调好物资材料可靠供应与确保施工人员充足配置，保障配网工程施工如期完工，减少施工对用电客户的影响。在工程完成后，工程管理人员要做好验收环节，严格按照标准和相关要求进行验收，如发现问题要整改之后才能投运。
3结束语
10kV配网电力工程常见技术问题直接关系到配网工程的质量安全与工程投运后的供电可靠性，采取多种施工技术手段与措施能够有效解决常见技术问题，保障工程能够顺利施工。通过科学有效的技术处理措施可以保障施工过程安全高效与如期完成，10kV配网工程质量也得到有效提高，最终发挥工程作用，为客户提供高质量的供电服务。
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论文作者:陈璋茂
论文发表刊物:《河南电力》2018年24期
论文发表时间:2019/8/22
标签：水泵论文; 电厂论文; 电机论文; 节能论文; 变频调速论文; 线路论文; 凝结水论文; 《河南电力》2018年24期论文;