補給水泵電機變頻改造在肇慶電廠的應用

蔣厚田

摘 要：眾所周知，環保、節能始終是企業可持續發展永恒不變的話題。發電廠為了降低廠用電率，全面提高機組經濟效益，開展輔機節能降耗的工作勢在必行。肇慶電廠根據自身設備實際狀況，從安全、節能的角度出發，對#1補給水泵進行了變頻改造，通過改造前后的對比分析，節能降耗成效顯著。

關鍵詞：補給水泵；電機變頻；節能改造

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A

1 工程概述

1.1 國電肇慶電廠一期工程建設2×350MW抽凝式燃煤熱電聯產機組，采用2臺350MW超臨界、中間再熱、抽汽凝汽式汽輪發電機組，配套2臺1150t/h超臨界一次中間再熱煤粉鍋爐，同步建設供熱系統進行集中供熱。公司配套建設脫硫脫硝系統，應用等離子點火及穩燃、固態干排渣等14項國內外成熟的先進技術，率先引進國際領先的微藻養殖固碳技術，通過微藻養殖吸收二氧化碳，排放氧氣，改善空氣質量，并與其他企業在廢水、廢熱循環利用、灰渣綜合利用等方面開展合作，保護生態環境，促進可持續發展。公司符合國家“熱電冷聯供”、“上大壓小，節能減排”的電力產業政策和國家環保標準，公司現已投入商業運營。

1.2 肇慶電廠取水流程

北江水經重力引水管、補給水池、補給水泵、補給水管進入水質凈化系統。補給水管道同時設置旁路管道，水質較好時原水可直接通過旁路管道用作機組循環冷卻系統的補給水。在洪水期水質較差時，原水須經過絮凝沉淀池處理后才可用作機組循環冷卻系統的補給水。

2 補給水泵變頻改造前概況

2.1 補給水泵及其配套電機參數（表1）

2.2 補給水泵運行概述

補給水泵房一期安裝有三臺補給水泵，配套電機功率均為132kW。全年長時間運行，正常情況下運行方式為一運兩備，當兩臺機組運行且帶高負荷時會間斷增加一臺補給水泵運行。補給水泵后端設計兩套絮凝沉淀池，處理水量為2×1000m3/h，化學值班員根據機組用水需求控制補給水泵出口門開度，確保取用水平衡。目前，運行人員采用調整泵出口門開度控制取水量，這種操作方式的缺點是無法調整驅動電機的轉速和達到按比例節能的目的，從而造成了運行中輔機調節特性差及電能的大量浪費。

3 補給水泵變頻改造及運行操作說明

3.1 補給水泵變頻改造概況

經公司領導同意，現已對#1補給水泵進行了變頻改造。#1補給水泵變頻器廠家為施耐德，變頻器型號為ATV71-132kW，變頻器容量為132kW。該變頻器尺寸為105×35×38mm，變頻器控制柜尺寸為230×80×60mm，控制柜安裝在380V補給水泵房PCA段母線抽屜柜旁邊。在#1補給水泵的電源開關輸出端與電機之間加裝變頻器。變頻器以總線控制，敷設一根15m長的通訊線至補給水泵配電室內的通訊柜上，用以傳輸控制及反饋信號。在變頻器盤柜頂部安裝排風扇，盤柜下部離地300mm處，開300×200mm的進風口，并加裝過濾棉防塵。用風扇將變頻器內部熱量不斷地排放到室外。

3.2 補給水泵變頻操作說明

3.2.1 #1補給水泵電機停送電操作步驟不變，只是在變頻器柜內增加了一個風機電源小開關，在將電源框架開關送電后，還必須合上變頻器柜內風機電源小空開（風機安裝在變頻器柜頂部）；停電時只需將電源框架開關停電即可，變頻器風機電源小開關除特別要求需將其斷開外，一般都保持在合閘位置。

3.2.2 #1補給水泵送電后，DCS上變頻器狀態仍處于失電狀態（變頻器顯示黃色），這是正常現象，是由于還未合上該泵電源框架開關的原因。

3.2.3 變頻器運行頻率范圍在30Hz～ 50Hz，啟動頻率為30Hz。啟動后加減頻率速度要緩慢，變頻器跟蹤頻率有一定延時。

3.2.4 嚴禁用高壓搖表測量變頻器的輸出絕緣，這樣會使功率單元中的開關器件損壞。如果要對電機進行絕緣測試，應首先通知檢修人員將變頻器連接電機的電纜解開，再用搖表測試電纜及電機絕緣。

3.2.5 變頻器運行環境溫度盡量保持在30℃以下。如果變頻器風機故障停運，應立即切換泵運行，將#1補給水泵停電處理風機正常后再投運。

4 補給水泵變頻改造前、后各參數對比

4.1 改造前通過閥門開度改變水量、壓力、電流等參數對照表（表2）

表2

閥門

開度 壓力

（MPa） 電流

（A） 流量

（m?/h）

15% 0.18 187.16 506

20% 0.19 194.42 700

25% 0.20 201.4 900

30% 0.20 207.6 1150

35% 0.21 212.5 1381

4.2 改造后通過頻率變化改變水量、壓力、電流等參數對照表（表3）

表3

頻率

（Hz） 壓力

（MPa） 電流

（A） 流量

（m?/h）

31 0.17 45.42 420

35 0.18 68.47 680

40 0.18 94.63 860

45 0.19 139.9 1100

50 0.20 187.3 1380

4.3 工頻和變頻控制下運行120小時電流、電量統計對照表（表4）

5 補給水泵變頻改造后的節能情況

5.1 節約耗電量、電費：補給水泵工頻運行日耗電按2807.88千瓦時計算，年耗電=2807.88×365=1024876.2千瓦時；補給水泵變頻運行日耗電按1871.92千瓦時計算，年耗電=1871.92×365=683250.8千瓦時。補給水泵采用變頻運行年節約電量=1024876.2-683250.8=341625.4千瓦時，電費按0.5元/千瓦時計算，一年節約電費17.08萬元。

5.2 補給水泵變頻改造后，補給水泵出口門全開，大大減小了水的阻力損耗。由于水泵的驅動電機在變頻狀態下工作，工作頻率在不斷的變化中，使水泵的固有共振頻率與工作頻率一致，從而避免了共振現象的產生，保證了運行設備安全并達到了輔機節能的效果。

5.3 補給水泵采用變頻調速后，驅動電機基本工作在30Hz～50Hz的頻率范圍內，相對降低了水泵的轉速。采用變頻后電機實現了軟啟動，可以在低速低電壓啟動，直至達到工作電流為止。一旦頻率和電壓的關系建立，變頻器就可以按照V/f或矢量控制方式帶動負載進行工作，幾乎對系統沒有沖擊。同時，啟動時的緩慢升速過程也使得整套機械設備的零部件、密封和軸承等的使用壽命大大延長。出口門的使用壽命大大延長，使檢修維護工作量減少，更降低了檢修工作的強度和費用。

結語

貫徹國家關于節能的方針、政策，加強節能管理工作是每個企業的當務之急，環保、節能工作任重道遠。肇慶電廠立足自身實際情況，狠抓輔機的節能降耗工作，從根本上杜絕了“跑、冒、漏、滴”等現象，全面提高了設備利用效率、不斷增強了行業競爭力；肇慶電廠始終堅持以科學發展觀為指導，堅持節約優先、效益為本的原則，始終堅持以能耗對標、設備治理、技術提升等為途徑，不斷提升節能管理水平。誠然，只有建立完善的節能管理體系，才能實現機組主要能耗指標在全國同類機組中處于領先水平，才能從根本上降低發電成本，提高市場核心競爭力。

參考文獻

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