李彥猛，肖 雷，何海斌

（浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 蘭溪 321100）

浙能蘭溪電廠目前建有4臺(tái)600 MW超臨界機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)100%容量的定速凝結(jié)水泵，正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，每月進(jìn)行一次定期切換。除氧器水位由70%額定流量和30%額定流量的兩路調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制。為滿足額定負(fù)荷時(shí)的出力，凝結(jié)水泵的容量選型偏大，但是作為調(diào)峰機(jī)組，經(jīng)常不在滿負(fù)荷運(yùn)行，低負(fù)荷時(shí)除氧器水位要靠調(diào)節(jié)閥進(jìn)行節(jié)流控制，存在壓力損失，凝結(jié)水泵偏離經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行，造成額外的廠用電損耗，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

為解決凝結(jié)水泵能耗偏高、降低廠用電率，蘭溪電廠決定采用成熟的變頻器調(diào)速技術(shù)，對(duì)凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻器節(jié)能改造。

1 凝結(jié)水泵的變頻改造

凝結(jié)水系統(tǒng)的基本流程為：熱井→凝結(jié)水泵→精處理設(shè)備（旁路）→軸封加熱器（旁路）→除氧器水位調(diào)節(jié)站→8-7號(hào)低加（旁路）→6號(hào)低加（旁路）→5號(hào)低加（旁路）→除氧器。

改造前凝結(jié)水泵在滿負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

表1 改造前滿負(fù)荷時(shí)凝結(jié)水泵運(yùn)行參數(shù)

在凝結(jié)水泵變頻改造前，除氧器水位由調(diào)節(jié)閥控制。由于凝結(jié)水泵的電機(jī)容量裕度較大，工頻運(yùn)行方式下，調(diào)節(jié)閥開度約為10%～30%，凝結(jié)水泵出口母管壓力較大，一般在3.2～3.7 MPa，最高達(dá)到3.8 MPa，節(jié)流損失較大。

蘭溪電廠從2009年11月開始對(duì)1，2，4號(hào)機(jī)組進(jìn)行了凝結(jié)水泵電機(jī)的變頻改造，改造后系統(tǒng)采用一拖二、手動(dòng)切換帶旁路方案，正常運(yùn)行時(shí)變頻泵運(yùn)行、工頻泵備用，若變頻泵在運(yùn)行中故障跳閘，則備用工頻泵自啟。電機(jī)接線方式如圖1所示。

圖1 凝結(jié)水泵變頻器改造接線方式

2 改造后的安全性分析

通過對(duì)變頻改造后的1，2，4號(hào)機(jī)組和未改造的3號(hào)機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行對(duì)比分析，在除氧器水位控制、凝結(jié)水用戶用水量、單泵運(yùn)行時(shí)間等方面驗(yàn)證了改造后凝結(jié)水泵的安全性和可靠性。

2.1 除氧器水位控制

根據(jù)凝結(jié)水母管壓力控制模式，變頻自動(dòng)控制方式分為定壓控制和滑壓控制兩種，并通過選擇按鈕進(jìn)行切換。已改造的凝結(jié)水泵在定壓運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行了安全檢驗(yàn)和節(jié)能優(yōu)化，全部設(shè)定為滑壓運(yùn)行，這種方式比定壓運(yùn)行更為節(jié)能。

滑壓運(yùn)行模式時(shí)，變頻自動(dòng)控制的壓力定值是一個(gè)隨給水流量變化的折線函數(shù)，可以通過設(shè)置偏置來修正，并受變頻器最低轉(zhuǎn)速的限制。凝結(jié)水母管壓力由變頻器自動(dòng)控制，除氧器水位則根據(jù)其出口滑壓由30%，70%流量調(diào)節(jié)閥控制，表2為不同負(fù)荷下各臺(tái)機(jī)組除氧器70%流量調(diào)節(jié)閥的開度統(tǒng)計(jì)。

表2 不同負(fù)荷下各臺(tái)機(jī)組除氧器70%流量調(diào)節(jié)閥的開度%

從表2可以看出，1，2，4號(hào)機(jī)組除氧器70%流量調(diào)節(jié)閥的開度較大，減小了閥門的截流損失。閥門開度在可控制范圍內(nèi)，不會(huì)在變負(fù)荷時(shí)影響除氧器水位控制。

2.2 凝結(jié)水用戶用水量

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水的連續(xù)用戶是軸封減溫水。雖然，凝結(jié)水泵變頻改造后的出口母管壓力下降，但仍能滿足軸封減溫水需求，只是相同負(fù)荷下軸封減溫水調(diào)節(jié)閥開度較未改造時(shí)有所增大，3號(hào)機(jī)組軸封減溫水調(diào)節(jié)閥開度在70%～78%，而1，2，4號(hào)機(jī)組軸封減溫水調(diào)節(jié)閥開度在80%～90%。

另外，低旁減溫水、給水泵汽輪機(jī)減溫水、凝汽器疏水?dāng)U容器減溫水等大用戶一般是在開停機(jī)時(shí)投用，而此時(shí)凝結(jié)水泵投定壓運(yùn)行，出口母管壓力設(shè)定為2.6 MPa。在經(jīng)過幾次開停機(jī)檢驗(yàn)后，認(rèn)為其可以滿足用戶需求。

2.3 單泵運(yùn)行可靠性分析

凝結(jié)水泵變頻器改造后，由于采用一拖二的模式，變頻器切換時(shí)操作復(fù)雜，所以采用變頻泵長期運(yùn)行、工頻泵長期備用、定期試轉(zhuǎn)的工作模式。雖然變頻凝結(jié)水泵工作時(shí)間增加，但不影響其正常運(yùn)行，改造后未發(fā)生任何凝結(jié)水泵非停故障。即使變頻凝結(jié)水泵發(fā)生故障，備用工頻凝結(jié)水泵也會(huì)聯(lián)鎖啟動(dòng)，因此凝結(jié)水泵變頻改造不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

3 改造后的經(jīng)濟(jì)性分析

通過對(duì)變頻改造后的凝結(jié)水泵與未改造凝結(jié)水泵電機(jī)電流在相同負(fù)荷時(shí)的比較（見表3），可以分析出兩者經(jīng)濟(jì)性的差異。

表3 不同負(fù)荷下各臺(tái)機(jī)組凝結(jié)水泵電流比較A

由表3可知，在相同負(fù)荷下，1，2，4號(hào)機(jī)組的凝結(jié)水泵電機(jī)電流較小，節(jié)能效果明顯。

在不同負(fù)荷下，計(jì)算改造前后凝結(jié)水泵的功率損耗，從而比較變頻器在不同工況下的節(jié)能效果。計(jì)算時(shí)，電壓取6.1 kV，功率因數(shù)改造前為0.87，改造后為0.95，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 不同負(fù)荷下的節(jié)能比較

由表4可知，改造后在低負(fù)荷時(shí)凝結(jié)水泵的節(jié)能效果更為明顯。綜合考慮，根據(jù)機(jī)組年均負(fù)荷率75%計(jì)算，取平均負(fù)荷為450 MW，按變頻器年運(yùn)行7 200 h，電價(jià)為0.44元/kWh，計(jì)算出機(jī)組年節(jié)約費(fèi)用分別為：1號(hào)機(jī)組229萬元、2號(hào)機(jī)組229萬元、4號(hào)機(jī)組242萬元。

以上節(jié)能效果計(jì)算表明，改造后節(jié)能效益非?？捎^。

4 結(jié)論

根據(jù)上述對(duì)凝結(jié)水泵變頻器改造的安全性和經(jīng)濟(jì)性分析，結(jié)合一年多的運(yùn)行實(shí)踐，證明凝結(jié)水泵變頻改造后能滿足機(jī)組正常運(yùn)行的需要，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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