淺談發電廠凝結水泵變頻器的節能改造

摘 要：伴隨我國社會的不斷發展，隨之而來的資源短缺、環境污染問題日益嚴重，并嚴重制約了我國的經濟發展，我國在環保、節能方面也制定了相應的政策方針。發電廠作為消耗能源較多的企業，為響應國家可持續發展的號召也開始了節能改造，尤其是在發電廠中占據很大位置的凝結水泵。本文基于目前發電廠凝結水泵現狀，提出了相應的節能改造方案，以供參考。

關鍵詞：發電廠；凝結水泵；變頻器；節能；改造

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0299-01

引 言

目前，資源短缺和環境污染已經成為制約我國經濟發展的重要因素。我國電力生產機構耗能非常大，不僅使用煤炭總量占據全國煤炭總量的40%左右，污染物排放也占非常大的比重，因此，發電廠節能改造勢在必行。而凝結水系統作為發電廠的重要組成部分，在發電廠耗能中占據非常大的比例。為此，發電廠有必要對凝結水泵變頻器進行節能改造，以促進發電廠的可持續發展。

1 凝結水系統概述

凝結水泵是發電廠重要的輔助機器，其耗能在發電廠總耗能中占據的比重較大。目前大部分發電廠都對凝結水泵變頻器進行了節能改造，大多采用“一拖一”或者“一拖二”的方式。這種改造方法大約能夠為發電廠節約30%左右的用電，并且能夠保證設備的可靠運行，同時在提高發電廠經濟和技術指標方面效果顯著，所以凝結水泵的變頻器改造已經成為當前電力行業廣泛推廣的節能項目之一。以某發電廠為例，分析其節能效果。某電廠每臺機組中配備50%容量的凝結水泵3臺，其中一臺采用“一拖一”模式，兩臺采用“一拖二”模式，并在給水管道上安裝除氧器給水主調節閥和給水輔調節閥。凝結水泵采用抽芯式結構，部件可拆裝更換，泵殼設計成全真空型。改造完成后，雖能夠減少耗能，但卻有新的問題出現：凝結水泵原有調節閥系統壓力無法滿足原有凝結水用戶對壓力的需求，并且凝結水泵的保護、連鎖等調節閥的控制回路均需要進行改動和優化。

2 凝結水泵變頻器節能改造手段

①機組啟機自第一臺凝結水泵啟動至150MW負荷時，凝結水泵變頻不得投自動，手動調整凝結水泵變頻保持凝結水泵出口壓力在10MPa以上，此時除氧器水位由除氧器水位主調閥投自動（輔調閥不能投自動）或手動調整保持；②凝結水泵變頻器投入自動運行前，應檢查凝結水泵出口壓力給定值與凝結水泵出口實際壓力基本相同，但不得小于0.70MPa；③機組負荷大于150MW且凝結水流量大于350t/h，2臺凝結水泵變頻器正常啟動，待進入凝汽器疏水擴容器的疏水門全關閉之后，將凝結水泵變頻器投入自動運行；④凝結水泵變頻器自動運行后，對其出口壓力和除氧器的水位進行檢查，確保2臺汽泵密封水壓在正常范圍內，凝結水泵變頻器自動調節以及除氧器水位調節閥的正常運行；⑤為達到節能目的，在機組負荷超過170MW時，除氧器水位主調閥接近全開后，手動將除氧器水位輔調閥逐漸開啟；⑥在機組負荷小于250MW時，凝結水泵定期輪換，操作過程中，確保凝結水泵的出口壓力的穩定性。此種由凝結水泵變頻器控制除氧器水位的改造方案，能夠充分發揮凝結水泵變頻器的節能、節電潛力，效果如下。

3 發電廠凝結水泵變頻器的節能改造效果

改造之前，機組高負荷運行時，2臺凝結水泵運行，低負荷運行時，1臺凝結水泵運行，但都是通過調整再循環門的開度和補水量來控制凝汽器的水位。

改造之后，整個除氧器水位自動控制系統改造成兩段式控制（兩套控制回路），其中一套由除氧器水位控制回路，主要采用單沖量和三沖量的控制方式；另一套由凝結水泵出口母管壓力控制回路，由凝結水泵變頻器控制，其中母管壓力設定值為機組負荷的折線函數。當凝結水流量高于350t/h時，凝結水泵需提高轉速以滿足系統需要，此時凝結水泵變頻器投入水位自動控制，調節門自動切換為凝結水泵出口壓力控制。由于除氧器的容積較大，從而使被調節的除氧器水位存在很大慣性，這就導致在出現較大負荷變化時，給水流量變化較大從而造成“虛假水位”現象，從而增大了凝結水流量和給水流量的不平衡性，增加了調節時間，而凝結水泵變頻器利用三沖量控制回路調節除氧器水位則能夠很好的解決這一問題。主調節器調節除氧器水位，副調節器調節除氧器入口凝結水流量，同時將總給水流量作為副調節器的前饋信號。當凝結水流量發生擾動時，通過內回路的作用可以迅速消除；當給水流量發生擾動時，通過內回路的作用可以使凝結水流量迅速跟蹤給水流量的變化。

按以上方案實施后，經過不斷優化，凝結水泵耗電量有了明顯降低，如圖1所示。基于此對凝結水泵耗電進行測算如下，2臺機每天節電：17.44×6×0.95×24×1.732=4132.1917kWh；2臺機全年（按全年各運行300d）節電：4132.1917×300=1239657.5kWh；2臺機全年節省費用：1239657.5kWh的電量折合人民幣（電價按0.50元/kWh）=1239657.5×0.50元/kWh=619828.75元。

4 結束語

綜上所述，發電廠凝結水泵變頻器節能改造之后，無論是在節電方面、費用方面都為企業節省了很大資源，且效果非常明顯。同時，節能改造后的電機、泵的轉速普遍下降，減少了機械摩擦，延長了設備使用壽命，為電廠的節能降耗打下堅實的基礎。

參考文獻

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收稿日期：2018-8-6