200MW機組電動給水泵變頻改造

摘 要：給水泵做為生產過程的主要輔機，其耗電量是很大的，直接影響供電煤耗，影響發電成本，影響能源消耗。為落實國家和集團公司節能降耗的要求，降低電動給水泵的年耗電量，降低電動給水泵的年運行費用，降低供電煤耗，從而降低單位生產總值的能源消耗，對電動給水泵的調節方式進行優化，將電動給水泵組改造成變頻調速型電動給水泵，進行電動給水泵變頻節能升級改造是十分必要的。

關鍵詞：機組；電動；給水泵；變頻改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.272

1 概況

國電電力邯鄲熱電廠13號機組均為200MW汽輪發電機組。每臺機組均配有兩臺100%容量的電動給水泵組，給水泵通過液力偶合器驅動和調速，正常運行方式是一運一備，兩臺泵定期輪換運行。給水泵年平均耗電量占發電量的2.31%，占發電廠用電率的30%。

2 給水泵變頻節能升級改造方案

2.1 方案簡介

液力偶會器驅動調速的電動給水泵是不能直接進行變頻改造的。要想進行變頻改造，首先必須解決液力偶會器的改造問題。通過多種方案的對比分析認為前置泵由給水泵電動機同軸驅動變速運行是安全可靠、經濟合理的。故推薦前置泵由給水泵電動機同軸驅動，工頻運行時定速運行，變頻調速運行時，變速運行方案。

本工程采用變頻一拖二方案，變頻一拖二方案的電氣一次接線如下圖，虛線框內設備，為實現變頻一拖二方案增加的設備。

2.2 方案詳述

這一方案的運行方式是靈活的，每臺泵都可以變頻運行，每臺泵都可以工頻運行，正常運行方式為一臺泵變頻運行，另一臺泵工頻備用，變頻運行泵故障跳閘時，連鎖啟動工頻備用泵。如圖1所示。

（1）QS1、QS2是單刀單擲隔離刀閘；QS3、QS4是單刀雙擲隔離刀閘。

（2）QS1與QS2互鎖，即QS1合閘后，QS2不能合閘，QS2合閘后，QS1不能合閘；QS3與QS4互鎖，即QS3合至變頻位置后，QS4不能合至變頻位置，QS4合至變頻位置后，QS3不能合至變頻位置；QS1與QS3聯鎖，即QS1合閘后后，QS3才能合至變頻位置；QS2與QS4聯鎖，即QS2合閘后后，QS4才能合至變頻位置。

2.3 操作順序

以#1給水泵電機為例：（1）電機變頻運行操作過程：先確定QF1為斷開狀態后，將隔離刀閘QS1合上，再將隔離刀閘QS3投入到變頻位置.變頻器充電完成后自動合QF1，變頻器帶電機變頻運行；（2）變頻切換工頻操作過程：先停止變頻器，變頻器自動斷開QF1，再將隔離刀閘QS3投至工頻位置，再斷隔離刀閘QS1，然后合QF1，電機工頻運行；（3）工頻切換變頻操作過程：先斷QF1，再合隔離刀閘QS1，再將隔離刀閘QS3投至變頻位置，變頻器充電完成后自動合QF1，變頻器帶電機變頻運行；（4）檢修變頻器時，斷開QF1，QF2并搖出手車開關至實驗位置，再把QS3，QS4置于工頻位置，斷開QS1，QS2。

2.4 兩臺泵間的變頻切換

通過切換兩臺泵都可以變頻運行，兩臺泵也都可以工頻運行；可以在給水泵停止狀態下切換，也可以在給水泵運行狀態下切換，采用哪種切換方式由運行使用單位自行決定。

2.5 DCS調控方案

變頻器通過硬接線方式，將隔離刀閘QS1、QS2、QS3、QS4、的常開輔助觸點以及工、變頻運行、變頻就緒、運行頻率、輸出電流等信號送到DCS系統，可以在DCS操作畫面上組態一次原理圖，實時顯示各隔離刀閘的狀態以及變頻器運行的狀態，實時顯示#1、#2泵的變頻運行或工頻運行狀態。

1、2號給水泵啟動控制邏輯，給水泵自動調節邏輯，多功能主油泵的起停、多功能液力偶合器工變頻運行方式的切換、每臺給水泵的工頻啟停、變頻啟停、變頻調速泵運行與液力偶合器調速泵運行的給水自動控制與切換均由DCS組態實現。

2.6 變頻器的選配

根據給水泵軸功率，給水泵電動機的參數，結合國電電力邯鄲熱電廠現場給水泵實際運行情況，鑒于給水泵運行是否可靠運行直接決定發電機機組運行安全，建議采用原裝進口高壓變頻器。其主要技術參數如下表：

2.7 變頻器的通風與散熱

建議高壓變頻器采用水冷散熱方式：（1）高壓變頻器水冷卻技術已成熟運行于高壓變頻系統；（2）降溫效果好，降低設備的運營成本，設備使用壽命長、故障率低、性能可靠；（3）適用于現場比較臟，灰塵比較大的環境；（4）通風、換氣、防塵、降溫集于一體。

3 節能評估

3.1 節能計算

國電電力邯鄲熱電廠13號機組2012年1至12月，液力偶合器調速電動給水泵耗電量平均占發電量的2.31%；年平均負荷率為74.3%，給水泵組變頻節能升級改造后，節電率按20%計，年可節電568（2842×20%=568）萬千瓦時，可降低發電廠用電率近零點五個百分點。年節電568萬千瓦時，就等于增加上網電量568萬千瓦時，可增加產值2444120元/年（上網電價為0.43元/千瓦時），可折合成標準煤1904噸/年（供電煤耗334.96克/千瓦時），降低供電煤耗1.7克/千瓦時。

3.2 投資回收期

投資回收期與運行小時數和負荷率有直接關系，按13號機組2012年，運行小時和負荷率計算，年節電568萬千瓦時，年加產值2444120元/年，總投資按577萬元計，兩年半可以收回投資。

作者簡介：霍瑞娟（1980-），女，本科，中級工程師，研究方向：電動給水泵變頻改造等。