凝结水泵变频节能分析
(1.内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010020；2.内蒙古达拉特发 电厂，内蒙古 达拉特 014300)摘 要：文章根据招标文件的意见和设计指导思想，进行 了辅机节电的专题研究，得出如下结论：凝结水泵采用变频调速方案，年节电量400万度，5 年可收回变频调速装置的初投资。
关键词：电厂；凝结水泵；变频调速；节能
中图分类号：TM344.6 文献标识码：A 文章编号： 1007—6921(2008)24—0114—01
凝结水泵是 电厂的主要设备，电负荷占厂用电率的比重很大，对辅机进行优化节电，对电厂的节能降耗 有着重要意义。
300MW电厂凝结水流程是从排汽装置凝结水箱→凝结水泵→凝结水精处理装置→轴封加热器 →凝结水再循环引出接口→凝结水调节阀→7号低压加热器→6号低压加热器→5号低压加热 器→无头除氧器。其中，凝结水系统的重要设备凝结水泵为立式泵，目前国内新建和正在运 行的机组该泵大多采用定速泵，机组带额定负荷运行时偏离经济工况，机组带部分负荷运行 时偏离更远，电动机浪费电能较大。
凝结水泵作为厂用电的主要耗能辅机之一，其节能降耗经历了如下过程：定速→双速→内反 馈→变频调速。随着电力电子技术的发展，我国火力发电厂对高压变频调速装置已经过了了 解、调研、试用、推广使用等阶段。
变频调速技术是一项新兴的技术，它使交流异步电机调速和对风机水泵的控制达到了一个新 阶段，对提高发电厂的节能降耗和自动化控制将起到积极的推动作用。
过去变频调速装置受价格、可靠性以及容量等因素的限制，在我国火力发电市场上一直未能 得到更广泛的应用。近年来，随着电力电子器件、控制理论和计算机技术的迅速发展，变频 调速装置的价格不断下降，可靠性不断增强，高压大容量变频调速装置已经在发电厂辅机中 得到广泛应用。
1 凝结水泵的运行工况
没有使用变频调速装置之前，排汽装置内的水位调整是通过改变凝结水泵出口阀门的开 度进行的，调节线性度差，大量能量在阀门上损耗。同时由于频繁的对阀门进行操作，导致 阀门的可靠性下降，影响机组的稳定运行。
使用高压变频调速装置后，凝结水泵出口阀门基本不需要频繁调整，阀门开度保持在一 个比较大的范围内，通过调节变频调速装置的输出频率改变电机的转速，达到调节出口流量 的目的，满足运行工况的要求。
2 变频调速凝结水泵节电效果经济分析
2.1 变频调速凝结水泵节电分析
我国火力发电厂辅机的设计裕量偏大，按照DL5 000-2 000设计规程：凝结的流量设计裕量 为 10%，扬程设计裕量是20%；设计的富裕量常常导致系统出现“大马拉小车”的现象，为变频 节能提供了一定的空间。在实际运行中，系统设计是按最大负载去设计的，由于负载的变化 ，在未装变频调速装置前，常通过阀门调节流量,造成极大的能源浪费。加装变频调速装置 后，将取得明显的节电效果。
2.2 节电计算
采用调速凝结水泵后，凝结水调节阀可按“零”压降考虑，求得各工况的总压降△Ps就是凝 结水系统各工况的总压降，换算成扬程为Hs。
根据各工况凝结水流量Q和凝结水泵扬程H由凝结水泵的效率曲线查各工况效率η
用下式计算调速凝结水泵各工况的轴功率N(kW)，
N=γQH/η/1000
下面计算每台机组凝结水泵在各种负荷工况的节电数据 .gif)
电动机效率按95％计，调速装置效率按96％计。
由上表可知：
2.1.1 机组带同负荷时，即凝结水流量相同时，调速凝结水泵效率比定速凝结水泵高。 机组降负荷运行时，定速凝结水泵效率下降幅度较大，调速凝结水泵的泵效率下降幅度较小 ，并且调速凝结水泵基本上正在高效率区运行。
2.1.2 机组带同负荷时，调速凝结水泵的扬程比定速凝结水泵低。机组降负荷运行时， 定速凝结水泵的扬程不降反升，调速凝结水泵的扬程下降幅度较大。
2.1.3 机组带同负荷时，调速凝结水泵的电功率比定速凝结水泵低。机组所带负荷越低 ，调速凝结水泵比定速凝结水泵越节电。
2.1.4 经济方面。年节电量：947999+1170373+1911185=4029557kW·h
年节电率：=(0203×2500+0404×2000+0536×3000)/7500×100%=39%
凝结水泵由定速实现变速运行后，节电率为39%；年节电量4 029 557kW·h，成本电价按0.1 3元/kW·h计算，变频调速装置维护费按3万元计算，则每台机组每年直接经济效益4029557×0.13-3=49.38万元。可见，变频调速较定速运行节电是特别明显的。
设备设置上，考虑2台泵公用1套变频调速装置，正常情况下变频凝结水泵长期运行，定速凝 结水泵只作备用。投资增加210万元；运行费上，变频调速凝结水泵全年节电费为49.38万元 ，运行约5年即可收回变频调速装置的初投资。
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