本站原创摘 要因此本文首先介绍了发电厂凝结水泵变频器为改造前状况,阐述了发电厂凝结水泵变频器改造原理,重点论述发电厂凝结水泵变频器改造绩效和发电厂凝结水泵变频器改造后的节能分析,从而保证发电厂的可持续发展.
关 键 词发电厂；凝结水泵；变频器；节能；改造
中图分类号TM6文献标识码A文章编号1674-6708（2013）98-0164-02
0引言
随着我国各项基础工程的深入,资源短缺和环境污染已经成为了限制我国经济发展的重要因素之一.几年前我国就开始大力推广可持续发展战略,相关政府机构也制定了一系列的政策方针,并在“十二五”计划中做了强制性指标要求.我国电力生产机构耗能巨大,仅火力发电使用煤炭总量就占全国煤炭总产量的40%左右,污染物排放更是占有极大的比重,因此,火力电厂节能减排迫在眉睫.
电厂机组设计之初均以额定工况为准,但是又因为负荷的峰谷差较大,往往出现电力机组设备低负荷运转,造成资源的严重浪费.凝结水系统是火电厂的热力循环系统中重要组成部分,其主要功能在实现的时候,主要工作组件,如：风机、水泵类设备,均存在运行效率低下的问题.因此,为了积极响应可持续发展战略和政府政策,同时也为了减少大消耗生产的浪费,为企业创造更高的效益,发电厂进行凝结水泵变频器节能改造势在必行.
1发电厂凝结水泵变频器为改造前状况
凝结水系统的基本流程是：凝汽器冷却—热井—凝结水泵—精处理设备（旁路）—相关设备组低加（旁路）—除氧器.虽然在此过程中,电厂方面采取多种措施控制工质损失,但是仍然不能完全的控制工质不亏损,为了达到良好的循环效果,需要人工进行补充,保证循环的高效稳定.将补充的水加入到凝汽器中,可以有效提高整个热循环的经济效益,同时在进行水量调节时要考虑热井水位和除氧器水位,这反而大大增加了机组水位调节的复杂性.
在凝结水泵流量调节时,传统设备多采用挡板式调节方式,这种方式仅仅是改变管道流通的阻力,驱动源的输出功率改变不大,造成了严重的节流损失,浪费了大量的电源,由此造成的结果不只是电厂用电率高,还有电厂生产成本居高不降.同时电机启动时,冲击电流也要远远大于正常电流,对电机组设备造成难以估量的后果损失.
改造之前,容量在2000kVA及以上的大型机电差动保护是反应电机内部相间短路故障,当保护区域内部发生短路故障的时候,电流差会是平常的两倍,保护可靠动作,,因此差动保护不仅要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时相互配合,在内部故障时可以瞬时动作.凝结水泵在改频前,电机差动保护TA设在电机断路器柜内和电机中性点侧,属于工频性质.同时差动保护在两侧进行比较式,会出现差流,差流超过保护整定值时就会造成差动保护误动作,如果出现类似的情况则此时差动保护不能满足保护电机相间短路的要求.
2发电厂凝结水泵变频器改造原理
在进行改造之前,为了解决挡板调节带来的损失,要对凝结水泵进行变频改造,改造之前,还要考虑下列问题.
1）严格控制设备室和设备安装位置,保证设备有充足的空间,同时也要方便进行设备日后的维修维护工作；
2）严格控制整体设备运行环境,确保无外界灰尘和杂物,杜绝因为热交换而引起杂物进入变频器,给电厂生产带来损失.
（1）正式决定改造方案时,要针对凝结水泵的设备特点进行有针对性的设备设计.影响凝汽器水位和除氧器水位的因素很多,而且凝汽器水位和除氧器水位相互影响,耦合严重.此外,当凝结水泵在低负荷情况下运行时,应保证凝结水母管压力正常,保证供给给水泵机械密封水、低压旁路减温水、低压缸喷水减温、汽轮机低压轴封减温水等辅助设备有足够的用水；（2）因此在设计时,应该协调控制凝汽器水位、除氧器水位、和凝汽器母管压力.最终经过实践性实验,方案设计时将控制系统设置为凝结水泵转速控制系统、补充水阀门控制系统和凝结水整阀门控制系统.这样以来,使除氧器水位、凝汽器水位和凝结水母管压力维持在最佳状态,保证了机组的稳定经济运行.
凝结水泵电机保护解决方法.在保留差动保护的基础上解决保护差流误动的问题,可以考虑将差动电源侧TA移至变频器出线侧,也就是电机两侧取变频后的电流进行比较.如果不考虑保留差动保护,也可以采取相应的高压变频装置,比如MAXF高压变频装置等设备.
3发电厂凝结水泵变频器改造绩效
3.1除氧器水位控制
控制器通过系统的信息反馈,机组在工作时,可以根据凝结水母管压力控制模式,把变频自动控制方式分为定压控制和滑压控制两种,应通过设备按钮进行调制.为了到达节能减排的目的,可以将以改造的凝结水泵在定压环境上进行检查,在滑压状态下进行工作.
工作时,控制器把水流量变化作为反馈信息.当除氧器水位偏离给定水位时,控制器自动调节凝结水泵的转速,是除氧器的水位回到原来的设定值.
3.2凝结水母管压力控制
为了提高控制的效率和保证控制的实时性,以凝结水母管压力作为反馈信号,通过控制器分析反馈信号做出的判断,然后控制凝结水母管调整阀门,达到控制水流速度的效果,最最终保证控制的有效实现和达到节能减排的目的.
3.3凝汽器水位控制
凝汽器水位作为反馈信号,可以很好的减小凝汽器水位波动,同时,在补充水方面,控制器可以根据采集的凝汽器水位、凝结水流量等信号,来控制补充水阀门,从而更加直接的控制整个热循环过程的进行.
4发电厂凝结水泵变频器改造后的节能分析
工频运行时,水泵主要靠调节阀门来调节水量的大小来满足工艺需求,这样以来,系统长期在高水压下运行,在系统末端需求量变更时不但造成电能的浪费,还减低效率,同时系统的高水位状态下运行时也加大了设备的维修投入,增加了相关费用支出.采用变频技术后,经有效的计算和实验数据整合,如果1台机组年发电为6.5亿kW·h,则两年内便可以回收成本,创造新效益.使用变频器后,电机组设备实现软启动,可以有效的减小电流冲击对设备的损害,保证电机设备的稳定运行和安全生产.同时减少了相关设备的维修更换费用,为企业创造了可观的利益.
使用变频器后可使点击转速的变化和凝结水泵的加减速特性曲线变化一致,没有应力负载作用在轴承上,延长轴承使用寿命,同时减低转速也可以成倍的提高凝结水泵寿命,减少机组维护费用.
5结论
总之,在进行凝结水泵变频改造后,变频技术因具有优越的调速性能,节能效果十分显著,得到很多企业的青睐.而且对凝结水泵进行变频改造也实现了电机的软启动功能,大大的避免了大电流的启动冲击,有效的提高了自动化的生产工艺,并有效的减少了劳动力投入.
有关资料表明,采用变频技术不但可以使电厂生产效益有显著的提高,同时改造成本及相关设备投入也可以在短时间内收回.随着社会的进步,社会发展对技术改革有了更高的要求,相关技术人员要在已有的技术基础上不断进行革新,创造出可行性更高、效益更高、性能更优越的电力设备系统.