火力发电厂循环水泵变频改造节能分析

高 山 庞训勇

一、概况

某发电公司2×210MW火力发电机组（#6、7机组），配两台超高压、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧一次中间在热、平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架、全悬吊结构、“Π”型布置汽包炉。该机组系三大动力之一的哈尔滨制造，采用美国CE燃烧公司的引进技术，燃用烟煤，两台机组分别于2006年8月和10月投运。

二、改造项目工程概况

1、项目改造方案

1）在循环水泵房附近建两座长10.5米、宽6.5米、高3.8米砖混结构房，将原引风机变频器（四台）移至房内，将原引风机变频器室内的两台空调移至房内。

2）敷设变频器控制柜到DCS柜电缆1根，用于远方启动、停止、急停；敷设变频器控制柜到DCS柜电缆2根，用于真空接触器的分、合闸指令；敷设变频器控制柜到DCS柜电缆2根，用于变频器状态指示；敷设变频器旁路柜到DCS柜电缆2根，用于真空接触器的分、合闸状态指示；敷设变频器控制柜到DCS柜电缆1根，用于模拟量指示；敷设变频器控制柜到高压开关柜电缆1根，用于高压合闸允许和高压跳闸；敷设变频器控制柜到380V段电缆2根，用于交流控制电源。

3）完成变频器室所有土建工程，包括室内电缆沟、室外电缆沟与地面硬化。

4）DCS软件组态以及内部配线。

5）设备就位安装及调试。

2、项目改造投入

投资估算按四台循环水泵变频改造预测，控制电缆、动力电缆、变频器房和施工调试费等总费用约为81.26万元。

三、改造可行性分析

1）原引风机变频器额定输出功率为1800kW，循环水泵电机额定功率1250kW，变频器容量有冗余，可以用于循环水泵。

2）选择拆下的#6、7炉引风机变频器性能较好的两台直接安装在6A（或6B）循环水泵和7A（7B）循环水泵上，取消原来的高低速运行方式，采用变频运行方式，根据负荷要求进行有效的调节，起到充分的节能效果。

3）资金投入情况：资金投入较小,整套变频器为废旧物资再利用,无需重大资金投入。

4）施工安全系数：将引风机变频器整套设备移至循环水泵房旁，变频器内部接线不动，仅对外部动力电缆及控制电缆进行重新敷设，安全系数较高。

5）随着脱硝改造的进行，引风机变频器将被取消，采用“引增合一”的运行方式，原来#6、7炉引风机的变频器共四台将被闲置。

6）引风机变频器为高压变频装置，采用多电平电路型式（CMSL），由若干个低压PWM 变频功率单元，以输出电压串联方式，来实现直接高压输出的方法，为高-高电压源型变频技术，适合循环水泵电机的变频控制，且灵活性较高。

四、采取的措施及成效

1）利用机组停运脱硝改造时间，不影响检修工期，经过合法的招投标渠道，选用资质合格外来施工队伍，顺利于同年完成两台循环水泵改造任务。

2）根据泵类机械流体相似定律，在一定范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，根据各季节水温的变化选择驱动转速，调节供水量，能有效的节约电能。因电机高低速只能选择一种，而两种运行方式耗能量相差40%，采用变频调节消除在此范围内不能平滑调节和调节方式不够灵活的主要缺陷。

3）在四季交替过程中，环境温度和水温在较为宽泛的范围变化，机组负荷也在不断变化中，所需用以冷却的循环水流量也在较大范围内变化，在夏秋之交、秋冬之交、春夏之交经常采用两台循泵高转速运行（590 rpm），此时确保两台电机均安装变频器并工作在（500-560 rpm）转速区间，因轴功率与转速三次方成正比，将产生10%-40%的节能量。隆冬季节，经常采用两台电机均安装变频器并工作在（400-500 rpm）转速区间，进一步保证在原有两台双速泵低速运行节能基础上进一步节能20%以上。

4）节能成效。以循泵电机功率为1250KW，以运行时间节能10-15%计算当年节能效果如下：

单台泵一小时节约电量：1250*10%=125kW；每天的节电量：125*24=3000kW·h

单台泵每年的节电量：3000*180=540000kW·h；每年节约的资金：540000*0.4=216000元

两台泵每年的节约资金：216000*2=432000元；改造两台泵当年就可以节约四十三万余元。

五、结束语

1）火力发电机组的生存空间日益苛刻，环境保护的压力越来越大，除了进行必要的设备系统改造，实现达标排放外，如何降低发电成本是生存的主要努力方向。

2）针对机组大型电机用电特点进行分析，挖掘企业内部潜力，采取得力的改造措施，降低企业能耗，才能不断确保火力发电企业奉献绿色能源。

[1]《机组运行规程》 企业内部资料

[2]《泵与风机》 吴达人主编 西安交通大学出版社

[3]《电工学》秦曾煌主编 高等教育出版社。