機組低壓加熱器疏水泵電機變頻應用分析

胡高強

摘 ?要：文章介紹了河津發電分公司2×350MW機組低壓加熱器疏水泵電機變頻技術改造的應用分析，講述了機組小系統、小電機的變頻技術在實際運行中的相關情況，充分反應出小電機變頻應用的廣闊前景與巨大潛力。

關鍵詞：低壓加熱器;電機變頻

伴隨全球能源供應逐步潰乏加劇，研究使用新技術節能降耗形成了全新的潮流。河津發電分公司在多年來開展"開源節流、節能降耗"的企業可持續發展戰略探索中，明確提出節能口號：浪費的都是資源，節約的都是效益。堅持"從大處著眼，從小處著手"的節能方針，通過各種途徑，尋求各種方法，以期達到有效降低廠用電率、縮小水資源使用指標、減少各種污染物排放等等生產目的。

1 ?機組低加疏水泵運行及電機設計規范

河津發電分公司1期2×350MW機組是隸屬日本三菱重工株式會設計制造的發電機組。機組設計有著相當成熟的經驗和特點。例如它的低壓加熱器蒸汽疏水則是正常狀態下進人低壓加熱器疏水箱，然后通過低壓加熱疏水泵（以下簡稱低加疏水泵）進入凝結水系統。如果低加疏水泵出現異常，低壓加熱器疏水箱的疏水通過事故疏水調整門進入凝汽器。系統設計冗余式兩臺疏水設計特點，運行中一臺水泵運行，另一臺作為備用狀態，電機選用工頻運行方式。

2 ?低加疏水系統示意圖

3 ?低加疏水泵電機規范

4 ?低加疏水泵電機變頻改造分析

在選擇應用小系統、小電機變頻技術改造設備，降低廠用電率必須兼顧經濟運行與安全運行的兩個方面。從生產現場所有旋轉設備中篩選設備，展開節能降耗的研究分析，對篩選的設備有以下四點要求：①設備不能長期備用。所選擇的旋轉設備必須經常工作在運行中，如果選用的某臺設備。長期備用或者停用就無法體現和應驗節能降耗的效果。②對主系統影響小。所選擇的旋轉設備系統必須簡單，當所選設備在進行研究實驗過程中出現異常或者故障時，其設備停運或調整對生產系統影響極小，保證不會造成危及機組安全的現象發生。③有備用設備，便于比較。所選擇的旋轉設備最好可能是存在備用系統，便于研究比較所采用節能方法是否具備明顯的節能效果。④功率大，要有明顯的效益。所選擇的旋轉設備其軸功率或電功率可能大（100KW～200KW），太小功率的旋轉設備無法全面體現節能技術的節能效果。

低加疏水泵電機在生產中工頻長期不間斷運行，且具有冗余設計特點，額定功率為145KW，改造后如果運行故障還有啟動備用電機以及事故疏水兩種后備安全運行設計方案，是小電機變頻改造的理想選擇。

5 ?低加疏水泵變頻改造情況

低加疏水泵變頻改造選擇A泵電機，變頻柜布置有開關、接觸器和隔離刀閘，變頻器故障時自動由A泵變頻方式切換到A泵工頻方式。A泵的PC段電源開關發生電氣故障時，聯啟B泵。變頻正常運行操作采用遠方控制方式。

設備規范

6 ?低加疏水泵變頻節能預期

變頻調速具有效率高、調速范圍寬、精度高、調速平穩、無級變速等優點。變頻器先將三相交流電壓轉換為直流電壓，再將直流電壓轉換為交流電壓，通過IGBT來控制電機的運行頻率，從而達到改變電機轉速的目的。電機的轉速：n=50f（1-S）/P （f為供電頻率，P為電機的極對數，S為滑差）。

以風機和水泵流體機械來說明轉速與節能的關系，流體機械的轉速變化與其流量、壓力和功率之間的變化有如下的關系。

上述式子中Q、H、P分別代表轉速n對應的流量、壓力、功率。即流量與轉速的一次方成正比，壓力與轉速的平方成正比，功率與轉速的三次方成正比。由此可見，當通過降低轉速以減少流量來達到節流目的時，電機所消耗的功率將降低很多。例如：當電機轉速降到原來轉速的80%時，流量減少到80%，而軸功率卻下降到額定功率的（80%）3≈51%：若流量需減少到40%，則轉速相應減少到40%，此時軸功率下降到額定功率的（40%）3≈6.4%。

一般而言：風機，水泵類設備采用變頻節能裝置后，理論上節能為40～50%左右。

7 ? 變頻實際運行效果測試

檢驗低加疏水泵電機采用變頻裝置后的節能效果，根據公式：P=√3UIcosφ（U、I為線電壓電流），可得P=1.732*0.85*380/1000I=0.56I。采集到的詳細數據為下表：

通過以上數據總結實施效果：

通過采用變頻裝置，節能效果非常明顯。

9 ?變頻異常運行情況

變頻裝置長期使用期間，仍發生過一種異常運行狀況。即由于低加疏水箱水位控制變送器測量變送值與事故氣動調節門水位控制值設定值有重疊區。而導致變頻電機出力過小，引起系統低壓給水系統兩臺凝結水泵同時運行的極小異常，證明變頻裝置在維護方面維護量很低。

同時，運行中應注意對變頻柜風扇運行情況檢查，防止因為風扇行異常導致變頻器輕故障報警。這種情況僅僅發生過一次。

10 ?變頻運行注意事項

電機搖測絕緣時應注意，低加疏水泵變頻控制柜內有工頻、變頻切換功能，停電后拉開變頻柜刀閘HD，在刀閘HD下口搖測電機絕緣。另外A 泵正常運行是變頻運行，不能工頻啟動運行。只有A 泵變頻故障情況下，才聯鎖起A 泵工頻。變頻柜門上的電位器是檢修人員設定水位定值使用，運行人員不能隨意調整。

11 ?結束語

通過精細比較低加疏水泵電機變頻運行電流變化情況，高中負荷下降耗極為明顯，低負荷由于運行時間較少，但是通過公式分析，降幅必將更為明顯。而且小電機改造變頻費用低、占地極小、發熱量很少、維護量很少，但對于穩定400V母線電壓極為有利，對于母線設備切換限制也相對較小。

綜上所述，各公司在進行節能降耗工作中，應避免一味堅持大系統、大電機的大刀闊斧式改造，而忽視了對小系統，小電機方面的節能降耗潛能認知。

參考文獻：

[1].王春英，海英，長友，姚嵐，宋濤.火電廠低加疏水泵變頻技術的應用[J].自動化儀表，2007.