安钢360环冷发电凝结水泵的变频节能改造

□冯向臻 周飞船

(安阳钢铁股份有限公司动力厂 河南 安阳 455000)

安钢360环冷发电凝结水泵的变频节能改造

□冯向臻 周飞船

(安阳钢铁股份有限公司动力厂 河南 安阳 455000)

本文介绍了安钢环冷发电中的凝结水泵一拖一运行模式，两个凝结水泵均采用工频运行，为了节约能源，在机组中加入变频器，控制正常情况下运行的凝结水泵电机采用变速方式运行，另一台仍保持工频备用，由电机转速的不断变化调整除氧器水位。根据实际运行情况，采用一频一工运行节约电能，降低噪音，改善工作环境。

安钢360；凝结水泵；变频节能改造

在汽水系统中，首先凝汽器将汽轮机产生的蒸汽凝结成水，凝结水泵是将这些水输送到除氧器中的重要输送设备，在汽水系统中最大的耗电设备[1-3]。安钢动力厂360环冷发电系统中，凝结水泵采用一拖一运行方式，在输送过程中采用调整阀技术控制除氧器的上水流量，这种技术仅仅是通过改变通道的流通阻力来控制水位，存在调整精度低、耗能高、故障率高等问题。

随着变频技术的不断发展，对360环冷发电凝结水泵进行变频节能改造，利用软硬件设备和变频器控制到除氧器中的上水流量，改变凝结水泵电机的输出功率[4]。通过对除氧器上的液位数据分析，制定上水流量自动调节的控制技术，在保证现凝结水系统可靠运行的基础上，最大限度提高效率，降低能耗。

1 凝结水系统工作流程

在机组中凝结水泵采用一拖一运行方式，一台凝结水泵运行，另一台备用，当运行过程中出现故障，备用凝结水泵才启用，采用设备冗余的方式保证汽水系统安全可靠的运行。但是两台凝结水泵配置一样，均采用工频方式运行，电机转速恒定，这样极大的浪费设备资源。安钢动力厂环冷发电系统中，凝结水泵电机功率为110KW，额定电流199A，凝结水泵电机容量大、参数高，电机定速运行输出功率不变，仅仅通过调整阀技术来控制水位，会损失很大一部分能量，浪费很多电能。

2 变频改造方案

保持原来的凝结水流程不变，在电源室加入变频器，该变频器控制凝结水泵1电机变速运转，凝结水泵2仍保持工频备用，系统正常运行情况下，凝结水泵1电机根据转速变化来调整除氧器水位，当转速高时除氧器水位高，相反除氧器水位低，调节过程自动精确，减少因电机额定功率带来的能源浪费，达到真正的节能降耗的目的。

系统启动时，凝结水泵1在变频器的控制下电机平滑的旋转，精确的控制除氧器水位，当该凝结水泵运行不稳定或故障时，系统停止该凝结水泵，启动凝结水泵2，这个切换过程平滑稳定，不会导致除氧器水位忽高忽低带来的系统不稳定现象，当凝结水泵1恢复正常后再停止凝结水泵2，启动凝结水泵1。这个过程涉及凝结水泵的启动停止操作,以及凝结水泵在变频方式和工频方式之间的相互切换，切换分为两种情况：变频泵向工频泵切换、工频泵向变频泵切换[7]。

变频泵运行不稳定或故障时，需要变频泵向工频泵切换，这两种情况切换稍有不同，变频泵运行不稳定的情况下，不是立即停止运行，而是变频器切断电源，先有变频改给工频，调整阀门关小，利用阀门开度的大小调节水位，这样的过程维持到系统各个参数稳定后才启动工频泵运行，等工频泵升到额定功率后，停运变频泵，切换结束。这种切换存在两台水泵同时工作的时间段，这样可以最大化保证切换平滑，系统安全可靠。变频泵故障无法运行时，立即启动工频泵同时停运变频泵，调整阀退出自动调节方式，在转换的过程中，两台凝结水泵并行运行时间不能超过1min，以防发生汽蚀危险。

变频泵恢复正常后，为了节约电能，系统需要将工频泵切换到变频泵运行，在不停止原有泵工作前提下，启动变频泵运行，刚开始电机仍然以工频方式运行，升到额定功率后，工频泵才停止运行，确认系统各参数稳定后变频器通电，电机以变频方式运转，调整阀几乎全开，根据电机转速不同调整除氧器水位，切换结束。此切换过程中由同一台凝结水泵工频变为变频更安全可靠。

3 改造效果分析

3.1 改造后经济性分析

从经济效益上分析，对比不同负荷条件下，凝结水泵工频和变频两种运行情况下消耗的电量，电量消耗的多少直接反应改造前后节能的效果。电流变化情况如表1所示。

表1 凝结水泵工变频电流变化情况

从上表分析得出，负荷越高，节省的电量越多。按照平均每年电机负荷率80%运行7 008h，电费为0.488元/kWh计算，节电量约为0.6GkWh，节省电费约为10万元以上。

3.2 改造后安全性分析

从系统安全可靠性分析，电机变频运行，电流变化比较平滑，不会出现电流峰值现象，减少电流巨大变化对电机的冲击，延长电机寿命，减低日常维护费用。同时，变频运行调整阀几乎全开，减少因调整阀开度不断变化带来的水流噪音，减少管道震动，消除工作噪音的困扰。

结束语

对凝结水泵进行变频改造，将调整阀技术变为变频技术控制除氧器水位，通过现场实际运行情况充分证明了此技术的可行性，同时该技术控制水位精确，节约电能，运行过程安全可靠，这种控制技术有前瞻性，有很好的前景，具有推广意义。

[1]王承亮.1 000MW机组凝结水系统优化改造研究[J].中国电力,2013,46(12):48-51.

[2]孟坦.1 000MW机组凝泵变频改造及除氧器水位全程自动控制逻辑设计与优化 [J].行业应用与交流,2016(35):127-130.

[3]王帅.埃斯倍公司风机变桨系统控制优化研究[D].吉林大学,2015.

[4]卫晓峰,胡学军.2×350MW机组凝结水泵变频改造分析[J].华电技术,2013(35):47-49.

[5]李良仁.变频调速技术与应用[M].电子工业出版社,2009.

[6]钱能,金生祥,王琪,等.凝结水节流控制与经济效益分析[J].中国电力,2014,47(3):69-73.

[7]姜飞飞.风力发电变桨系统电池监测技术研究[D].华北电力大学,2014.

1004-7026（2017）16-0144-02

TG333

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.16.101

冯向臻(1985.12-)，男，助理工程师，本科，从事发电设备维检工作。

周飞船(1981.10-)，男，工程师，本科，从事发电设备维检工作。