摘要：在火电厂中，水泵系统消耗电能约占到厂整体发电量的20%以上，耗能巨大，所以为了节约成本，火电厂企业多年来也在思考水泵机组的节能优化相关技术措施，并希望对其节能优化效果进行客观评价。本文就以某火电厂企业为例，探讨他们的水泵机组节能优化措施，同时评价其节能效果。
关键词：水泵机组；性能测试；节能优化；节能效果评价
火电厂水泵机组供水系统一般输水距离较长、输水流量较大且变化幅度大，随着扬程流量的逐渐增大，其节能问题就成为关键。大量的电能能耗可能为电力企业带来超负荷负担，不利于生产效益的计划性增幅，因此合理有效应用水泵机组节能优化措施是非常必要的。
一、某火电厂水泵机组节能优化措施及效果评价应用案例分析
（一）项目概述及水泵性能检测
对该火电厂的目标水泵机组进行性能检测，已知它的设备一期设计规模应该为25x104m³/d，其中送水泵采用了中开双吸卧式离心泵结构，整个机组共有6台水泵，其中两台用于定速，其它4台用于调速，从调速泵的单泵特性参数来看，它的扬程高度H=50.5m，单泵特性参数为Q=3020m³/h，水泵机组的额定功率为500kW，额定转速为850r/min。另外定速泵的扬程高度H=50.5m，Q=3020m³/h，额定功率为500kW，额定转速为850r/min。
（二）项目水泵机组的运行工况简析
在4个月的运行数据观测过程中，主要明确了水泵的首选运行区域，并对水泵原有的运行模式进行了分析。首先水泵的首选运行区域在最高泵效点±5%及其之间区域，该区域能够保证水泵运行稳定高效，是最佳运行区域。结合水泵的最佳运行区域来配置定速泵与调速泵的运行区域，以原有运行模式为例，该电厂的日均水泵供水量为10x104m³，其高峰用水时段要同时开启两台水泵，低谷时开启一台水泵。按照过去几年的电厂水泵机组性能测试后发现在开机模式运行工况中其调速泵和定速泵均无法实现高效段水电生产任务有效执行，且定速泵远离额定工况点，还存在电机过载、水泵气浊等等问题，所以必须对水泵机组的原有运行模式进行节能优化[1]。
（三）项目水泵机组的优化措施与节能效果评价
某电厂在该节能改造项目中的水泵机组优化措施主要结合设备主体应用性能展开，以下简单分析其中两组水泵机组组合的电能优化措施，并分别介绍它们的节能效果评价。
1水泵定机组配合叶轮切削前调组合节能优化措施与节能效果分析
对电厂的原有开机模式进行有效调整，结合高峰用水时段平均频率（45Hz）对低谷用水开机模式进行条件，并对送水水泵组运行数据进行监控、记录与分析，保证数据具有可比性，同时保证供水压力平稳上升。该优化组合要连续观测5d，以下给出5d内的运行数据平行对比分析。通过数据分析，主要要满足以下3点要求，第一，供水调度要求与供水量、供水压力要相当，要尽可能降低送水单耗、配水单耗在3%上下，优化开机模式背景下的节能效果；第二，保证在低扬程下也可合理调速水泵机组，发挥其运行优势，即要通过调速机组合理搭配获得高效段节能曲线；第三，要结合定速泵提高供水扬程效率，特别是解决扬程偏离额定工况点问题，保证实际运行效率接近高效区生产效率，如此方可确保叶轮切削在更换后能够投入到正常生产当中。
2水泵定机组配合叶轮切削后调组合节能优化措施与节能效果分析
水泵定机组配合叶轮切削后调组合的节能优化措施应该保证至少围绕7d的测试数据展开，一方面要保证日供水量接近甚至持平日均供水扬程值，还要根据每组数据所提供的供水量、供水压力以及送配水单耗进行分析。该电厂要求水泵机组的平均供水压力在0.35MPa左右，首选“谷期一定”配合“峰期一定一调”的基本原则进行机组合理搭配，规避出现“峰期两调、谷期一调”的非节能优化模式存在。以下给出该电厂在水泵定机组配合叶轮切削前后调组合的节能优化背景下的节能效果数据，如表1[2]。
表1某火电厂在水泵定机组配合叶轮切削前后调组合的
节能优化背景下的节能效果数据
二、火电厂其它水泵机组的节能优化措施及效果评价
（一）火电厂凝结水泵机组的节能优化措施
凝结水泵机组是火电厂发电厂辅机中的重要设施环节，它可实现长期连续稳定运行，整体流量调节范围较大，可满足各种特殊工况需求，拥有极大的配置裕量。但是，凝结水泵机组容易出现振动，导致自身消耗大量能源，提高整个水泵机组的生产运行成本，所以要思考凝结水泵的振动治理方法，以达到节能优化效果。
具体可采用共振回避法，可在凝结水泵机组的凝泵四级叶轮中任意取掉一级，以达到降低凝泵出力的效果，保证在相同的凝结水流量下凝泵转速能够快速上升，有效避开振动相对偏大的频率区间。从实施原理依据来看，凝泵变频振动较大的频率区间多数在40Hz以内，所以在相同凝结水流量状态下，出力相对偏小的水泵会基于更高转速才能达到流量要求，而通过减小水泵出力，保证在相同凝结水力量背景下就能提高凝结水泵机组的运行效率，保证相对出力裕量不大的水泵机组在较小的负作用下运行，达到节能目标。
（二）经济效益评价
如果按照600MW级别的凝结水泵机组测算，凝泵的变频深度会从40Hz降至35Hz，可有效降低凝结水泵运行平均电流达到25A，厂用电率可降低至少0.01%，每小时可节约用电270KW•h。如果按照每年凝结水泵机组年运行800h计算，它的每年节电能够达到270kW•h x 800h=216万kW•h。所以说凝结水泵低频振动问题如果能够得到解决，凝结水泵本身的安全性能也有有所提高，实现火电厂的经济性与安全性双赢结果。
总结：
综上所述，火电厂水泵机组的节能优化措施还要结合调速水泵及切削叶轮定速水泵组合运行展开，如此可保证获得相对满意的水泵机组节能效果。当然，水泵机组设计选型也要合理，尽量采用定速机组水泵保证其扬程指标达标，在生产运行中做好调定优化技术设备组合，以便于对水泵机组实现生产效能客观评价。
参考文献：
[1]杨志,龙国庆.基于逐月运行节能优化的1000MW火电机组循环水泵配置[J].电力建设,2012(10):59-62.
[2]张海川,曹建锋,汤文军.岱海电厂2×600MW空冷机组凝结水泵的节能优化改造[C].//全国600MW级大型汽轮机优化改造经验交流会论文集.内蒙古岱海发电有限责任公司,2013:79-85.
论文作者:吕文龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：水泵论文; 机组论文; 节能论文; 火电厂论文; 效果论文; 扬程论文; 叶轮论文; 《电力设备》2018年第19期论文;