海南洋浦电厂82MW余热机组凝结水泵变频改造介绍及节能分析

王军

摘 要：针对海南洋浦电厂82MW余热机组凝结水泵的变频改造及节能效益进行分析。在保证凝结水系统可靠运行的基础上，采用“一拖二”的方式对凝结水泵进行变频改造。从而降低能源消耗，提高机组效率。

关键词：凝结水泵；变频改造；节能效益

中图分类号：TM92 文献标识码：A

概述

洋浦电厂于1994年建厂，有两台西门子V94.2型燃机，装机容量为2*140MW。随着社会的发展，考虑到资源的合理利用。于2002年扩建两台余热机组，并于2004年6月20日及2005年1月15日投产。两台机组的汽轮机型号为：LN82.6-8.0/0.65/530/250型，系哈尔滨汽轮机有限公司生产制造的双压、单轴、单缸、冲动、凝汽式汽轮机；设计凝结水泵采用定速节流调节，由于洋浦电厂作为海南省主力调峰电厂，机组调峰幅度较大，长期在额定负荷的40%-90%之间运行，节流损失较大，厂用电率较大。为降低发电成本，有效降低厂用电率，洋浦电厂对凝结水泵进行变频改造，获得了良好的经济效益。

一、凝结水系统简介

洋浦电厂2*82MW余热机组凝结水泵采用上海凯士比泵有限公司制造的NLT200-320型立式多级离心泵，凝结水泵电机采用湘谭电机股份有限公司配套的YKKL355-4型。具体参数如表1、表2：

凝结水泵作为凝结水系统中的主要辅机，主要任务是将凝结水送至除氧器，同时也各路减温水的主要来源。凝结水系统运行时，两台凝结水泵一台运行，一台备用。凝结水泵在变频改造前，凝结水泵定速运行，采用调节除氧器水位调整门开度的方式调节凝结水量来控制除氧器的水位。根据负荷变化，除氧器水位开度一般为15%-40%，凝结水泵电流一般为18-20A。由此可见在工频运行方式下凝结水泵长期处于节流状态。

二、变频改造的节能原理、凝结水泵变频改造方案及相关逻辑。

针对上述问题，洋浦电厂决定采用变频技术来降低凝结水泵的转速，改变凝结水泵的Q-H特性曲线，在凝结水泵流量不变的情况下压力的降低，使除氧器水位调整门全开，降低节流损失。

2.1凝结水泵变频改造的理论基础

凝结水泵变频改造的理论基础就是流体机械相似定律，这一定律可以表达出变速运行凝泵的扬程、流量、转速和轴功率之间的关系，具体表达式如下：

根据上式的关系，凝泵转速与出口流量为正比关系，凝泵功耗与转速三次方为正比关系，这就说明，只要将转速调节流量改变即可起到节约能耗的作用，当然，要注意到，凝泵在定速运行的过程中，其效率曲线不会发生变化，在流量的不断减小之下，泵效率下降速度较快，因此，使用变速调节方法时看，应该适当改变效率曲线，一般情况下，只要保持凝泵在50%以上的额定转速，既可以保证其高效率的运行，虽然在运行的过程中会有频率转换损失，但是这些损失很小，基本上可以忽略。

2.2凝结水泵变频改造方案

为了减少改造投资，便于维护，采用单台变频供两台凝结水泵电机，即“一托二”自动变频/工频切换控制方案。正常时变频器拖动一台凝结水泵运行，另一台凝结水泵工频联锁备用，若工作泵因故停运或凝结水母管压力低，则备用泵联动运行。变频调速系统接入电厂DCS系统，DCS按设定程序实现对凝结水泵电机的自动控制。

2.3凝泵变频改造后水位控制系统

由于正常运行方式为一台泵变频运行，另一台工频备用，所以除氧器水位调节分别采用两套控制方案：一套为工频方式下的除氧器水位调整门控制方案，另一套为变频方式下的凝泵速度控制方案，同时实现了两种运行方式切换时水位控制的无扰切换。工频状态下，凝结水系统通过除氧器水位调整门开度来控制除氧器水位高低。变频状态下，主要通过凝结水泵速度来控制除氧器水位高低，除氧器水位调整门处于全开状态。

2.4控制逻辑设计

2.4.1由于凝泵变频运行时压力较低，为了保证高、低压旁路减温水，汽机低压缸减温水，轴封汽减温水等正常用水，通过试验确定凝结水泵最低工作压力，最终确定变频器启动后的最小频率为30HZ，即凝结水泵变频运行最低转速为490r/min。

2.4.2原凝结水母管压力低至1.0MPA时联动备用泵，改为凝结水母管压力低至0.45MPa报警，0.32时联动备用泵。

2.4.3原凝结水压力低至0.5MPa时闭锁高、低压旁路，改为凝结水压力低至0.3MPa时闭锁高、低压旁路。

三、凝结水泵变频改造后的节能效果分析

通过变频改造前后运行时不同工况下的参数对比，发现节电效果显著。

凝泵变频改造前后参数对比如表3：

根据公式计算得出P：电动机总功率；I：电动机输入电流；U：电动机输入电压；cosφ：功率因数。

电机的功率计算公式为： P=1.732*U*I*cosΦ

其中，母线电压为6.4KV，工频功率因数为0.85，变频功率因数为0.94

变频改造前后不同负荷下凝泵功率比较如表4

2013年#1汽轮机发电量平均1834万Kwh/月，平均运行316小时/月；#2汽轮机发电量平均2800万Kwh/月，平均运行527小时/月。根据上图计算，得出#1机变频改造后每年节电64万Kwh，#2机变频改造后每年节电38万Kwh。两台机2013年共计节电102万Kwh。按上网电价0.42元/KW.h计算，2013年共计节电约43万元。

参考文献

[1]洋浦电厂企业管理标准，余热运行规程.

[2]张宝.凝结水泵变频改造调试与节能潜力挖掘[M].

[3]黄昌跃.华能海口电厂330MW机组凝结水泵变频改造介绍及节能分析[M].