330 MW机组电动给水泵液耦调速改变频调速控制研究

盛 佳 张婉佩

（山西漳电同达热电有限公司，山西大同037003）

0 引言

外部大环境的严峻考验促使电厂内部必须对现有的生产技术进行革新，否则电厂面临的前景就是被淘汰。随着发电机组容量不断提升，对辅机设施功率性能的要求逐渐提升，原有设备能耗高、调节性能差、响应慢的状况无疑束缚了发电机组安全高效运转。

鉴于此，我们对于电厂热工控制当中耗能较大、执行器响应速度迟缓、协调非线性尤为严峻、设施故障率较高的电动给水泵进行了长期的前期考察，对现有的几种给水泵改造技术针对方案可行性、技术先进性、生产可靠性、运行经济性等方面进行了多方调研及严格筛选，经过讨论研究，最终确定了现有的电泵改造方案。此次电泵改造显著提升了电泵的调节功能，同时提高了其运行安全性与可靠性，全面保障了发电机组安全生产。

1 项目改造内容及创新点

原运行方式：山西漳电同达热电有限公司2×330 MW亚临界直接空冷、采暖抽汽供热式汽轮发电机组各配置3台50%容量的电动给水泵为锅炉供水，给水泵原工作方式为两用一备，液力耦合器控制，采用10 kV高压电机同轴驱动电动给水泵及其前置泵。

液耦及机务改造方案：保留原有液耦不做任何改变，勺管开度维持在最大值附近，针对A、B泵各增加一台变频电机，C泵不作任何改变。使用时A泵和B泵变频运行，其中任意一台变频器故障状态下联启另外备用液耦调速的C泵；增加一套外置油稳压系统，同时补充电动给水泵组低速运行时的工作油和润滑油压。

创新点如下：

（1）变频改造后的逻辑设计。组态单独的工频、变频给水主控逻辑，三冲量主控PID需设置不同的比例、积分、微分参数。A、B泵各增加一台变频电机，C泵不作任何改变。使用时A泵和B泵变频运行，其中任意一台变频器故障状态下联启备用液耦调速的C泵。液耦内部不做改动，电动给水泵组变频运行时勺管开度100%。增加一套外置稳压油控制系统，同时补充电动给水泵组低速运行时的工作油和润滑油压。

（2）我厂在给水泵的变频改造中保留了原有液耦的功能，同时也保留了前置泵原有的工况。优点：减少设备投入，优化配置，提高机组安全性，保证原有机组的完整性，在工频和变频两种运行方式中可方便快速切换，既减少了相关施工费用投入，同时也增加了节能点，提高了整体节能率，且对电网及设备有较好的保护作用。

（3）我厂高压变频采用水冷散热方式。水冷散热采用独立的去离子处理装置，不锈钢管路，防止结垢；拥有完善的自动化控制功能，智能实现冷却水恒温控制，带有漏水、断水保护报警，自动补水功能；实现了柜体密闭，以防止灰尘进入。

2 应用情况及经济社会效益

2017年10月8日—11月14日，山西漳电同达热电有限公司2号机组两台给水泵变频试运行。试运过程中，各项技术指标符合要求。

系统投运后，减少了给水流量的波动，达到了节能和安全效果。取现场试验数据如表1所示，总节电量与负荷的关系如图1所示。

表1 试验数据

图1 总节电量与负荷的关系

2017年10月10日—30日，平均负荷为243 MW，变频运行方式。通过插入查找法，节电率为34.83%，平均节电量为每小时3 081.83 kW·h，总节电量为1 479 278.4 kW·h。对比2017年负荷并预测2018年机组运行小时情况，预算全年节电量约为2 500万kW·h，年节电费约750万元。

3 总体性能指标与其他单位或技术的比较

此次增加给水泵变频调节系统，提高了我厂给水泵调节品质。系统投运后，给水调节精度高，响应速度快，安全可靠，可实现双向调节（变频与液耦），减少了锅炉给水的波动，达到了节能的效果。我公司给水泵变频采用水冷冷却方式，较其他厂强迫风冷外循环或空调内循环冷却方式节能，冷却效果明显。

表2为几种冷却方式下的运行成本分析。

表2 运行成本分析

4 存在的问题及推广应用前景

改造工程需在机组停运时施工，变频室选址必须避开电气线路沟道、机务管道（涉及基础开挖），变频调试时需机组启动，且做性能试验时需和中调联系好。

按照国家“大力推动以节能降耗为重点的设备更新和技术改造，加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工艺、设备和产品”的要求，应着力发展电机调速节电和电力电子技术，提高电能利用率，推广高压大功率电动机变频调速技术，因此，推广高压变频调速节能技术具有重大的技术意义。