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利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析随着节能环保意识的不断增强，对于水泵电机的节能改造越来越受到关注。
变频技术作为一种高效节能的控制手段，被广泛应用于给水泵电机的节能改造中。
本文将从变频技术的原理及应用、给水泵电机的节能改造方法、节能效益分析几个方面对给水泵电机的节能改造及综合效益进行探讨。
一、变频技术原理及应用变频技术是通过改变电机的供电频率来控制电机的转速，从而实现精确的控制和节能降耗的一种技术。
变频器作为变频技术的核心设备，通过改变输入电压的频率和幅度来调节电机的输出转速，实现能源的有效控制。
在给水泵电机的应用中，通过安装变频器控制给水泵电机的转速，可以实现流量的精确调节和节能降耗的目的。
由于水泵在工作过程中通常存在负载波动和流量变化的情况，传统的固定速率供电方式将使电机的能耗过高，浪费大量的能源。
而通过变频技术，可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，提高系统的能效。
二、给水泵电机的节能改造方法1.安装变频器：将变频器安装在给水泵电机的供电线路上，通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制。
2.设置参数：根据实际需求和给水泵电机的特性，对变频器进行参数设置，如最大转速、最小转速、流量曲线等。
3.控制策略选择：根据给水泵电机的实际工况，选择合适的控制策略，如恒差压控制、恒流控制等。
4.运行监测与调试：安装好变频器后，进行运行监测和调试，通过监测参数的变化来控制给水泵电机的工作状态，并进行相应的调整。
三、节能效益分析变频技术对给水泵电机的节能改造可以带来显著的节能效益和经济效益。
1.提高能效：通过变频技术控制给水泵电机的转速，可以使其在实际工况中保持最佳的能效，降低电机的无功耗和机械损耗，提高系统的效率。
2.节约能源：传统的固定速率供电方式会使给水泵电机在不同负载情况下效率低下，浪费大量的能源。
而变频技术可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，节约能源。
给水泵节能改造分析作者：徐武强来源：《硅谷》2008年第23期[摘要]热电厂给水泵是保证锅炉安全稳定运行的关键设备之一，也是能源消耗较大设备之一，通过对本单位采用工业汽轮机替代电动机进行锅炉给水过程改造，有效地降低能源消耗。
[关键词]热电给水泵节能改造中图分类号：TV5文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2008)1210103-01盐城热电有限公司锅炉给水系统原采用电机驱动的给水形式，经经济分析比较，于2006年采用工业汽轮机替代电动机进行锅炉给水过程，改造后的运行经济效益明显。
现将有关情况介绍如下，供参考。
给水泵是维持锅炉连续运行的主设备，本公司配置为4台电动给泵（2大2小），正常运行时由一台流量大的泵维持2炉2机运行。
给泵是运行主设备，也是电能消耗的大设备，根据对生产记录分析，给泵每天电耗1万度左右，给泵电耗占厂用电耗的20%左右。
给泵节能改造，是利用企业自有的蒸汽为动力，用工业汽轮机汽动给泵替代电机驱动电动给泵。
热电企业外供热量大，除氧器补水量大，每小时补水量在50-120t/h。
汽动给泵作过功的排汽全部回收，用于除氧器加热除氧水。
实现降低能源消耗的改造措施。
一、工业汽轮机驱动给泵及蒸汽回用基本工艺二、设备型号及相关参数（一）给水泵型号及参数型号：DG150-100×8；扬程：788m；汽蚀余量5.2m；流量150m3/h；转速2950rpm；轴功率460.2Kw；效率70%；重量3235Kg（二）电机型号及参数型号YKK450-2；功率630Kw；额定电压6000V；额定电流74A；转速2980rpm；重量4200Kg（三）拟选用汽动给水泵型号及参数型号：B1.0-0.9/0.15；功率1000Kw；转速3000rpm；进汽压力0.9MPa；进汽温度300℃；背压0.15MPa；排汽量18.2t/h三、消耗及热平衡计算（一）基本参数锅炉额定蒸发量：75t/h 机组正常运行工况：2炉2机运行一抽蒸汽：9.8MPa300℃二抽蒸汽：0.3MPa280℃除氧器：工作压力：0.12MPa除氧水温：104℃进水温度：年平均25℃（二）电动给水泵消耗计算经现场测量，给泵电机工作电流约47A，电机实际消耗功率约415KW（6000×47×1.732×0.85=415.16KW）电机实际每小时耗能=3600×(6000×47×1.732×0.85)=1494577.44KJ（三）汽动给水泵消耗计算给泵轴功率460.2KW，对工业汽轮机的汽量按 460.2/1000计算排汽量：18.2×460.2/1000=8.38t/h汽动给泵每小时耗能=(3054.7-2832.9) ×8.38×1000=1858684 KJ每小时相当于净耗9.8MPa 300℃蒸汽：1858684/3054.7=608.47Kg，全年相当于净耗蒸汽：608.47×6000/1000=3650吨（3650801 Kg）（四）蒸汽流量平衡计算汽动给泵的背压蒸汽加热除氧水放出热焓：背压蒸汽加热除氧水，降温后成为0.12MPa 104℃热水。
发电运维Power Operation电动给水泵液力耦合器调速改变频调速节能解析山西漳泽电力股份有限公司 赵红斌摘要：空冷机组配套给水泵为3台35%的电动给水泵，由液力耦合器调速。
该系统设计存在诸多问题，本文针对给水泵现有状况进行了分析和设备改造效果说明。
关键词：直接空冷机组；电动给水泵；液力耦合器；变频器；容量配置某电厂2×660MW超临界直接空冷机组设计每台机组配备3台35%容量的电动给水泵，由液力耦合器调速。
该系统设计不仅检修无备用水泵且厂用电率高，综合厂用电率为8.91%，给水泵耗电率3.74%，占总厂用电消耗的42%。
1 研究或革新内容及创新点电动给水泵流量需要在不同负荷变化的情况下频繁调整，首先要求变频器与增速齿轮箱调节特性匹配，使变频器、电机、负载在最佳状态下运行，确保在满足系统需求的前提下，大幅度提高系统效率，最大限度的降低能耗；同时要求大容量高压变频器性能稳定，采用带有中心点漂移技术的功率单元模块，当某一模块故障时，电动给水泵只降低输出功率，不会造成电动给水泵停运，保证机组安全运行。
水泵/电机/变频器三者的效率最佳区间，让变频器始终在这最佳的效率区间运行从而使变频器发挥最大的效率点，并使得技改达到最佳的节电效果。
无论这三者在哪个频率做工，软件始终会命令在频率的最佳区间内工作。
图1中三条曲线的阴影部分为最佳工况。
创新点分析：现给水泵组为主泵+齿轮箱+电机以及变频器，其中变频调速和液力耦合器调速的系统差异技术差异如下。
变频调速是利用变频装置作为变频电源，通过改变异步电动机定子的供电电源频率，使同步转速变化，从而改变异步电动机转速、实现调速的目的。
其速度控制范围宽可在1~100%之间进行调节，调节精度可达到±0.5%（100%速度时），整机效率97%，功率因数0.95以上，具有工业网络及通讯接口，便于实现闭环自动控制，且保护功能完善。
使用寿命长，故障率低，维护量小。
探讨135MW机组给水泵及其节能改造1.引言近年来，唐湖电力分公司对生产运行期间的环境保护工作予以高度重视，前后总计投入8770万元用于对环境保护设施的建设，有效实现了环保设施的“三同时”，且达到验收标准。
本文主要对公司135MW机组给水泵及其系统节能改造进行分析。
2.135MW机组给水泵及其系统存在的主要问题2.1泵的运行效率低大量实践表明，QFS-135-2双水内冷发电机给水泵的运行效率通常为70%左右，比先进设备低大约6%-8%，大大增加了给水的耗电功率。
2.2出力不够，对机组的满负荷运行造成影响随着电网调峰幅度的不断提升，电厂在原有的电机和泵之间加设了液力耦合器，实现对电机的调速运行。
因耦合器存在着一定的滑差，导致泵余量不足的情况出现，对机组的满负荷运行造成一定影响。
2.3叶轮和导叶通流部分的匹配不合理一旦叶轮与导叶的通流部分出现匹配不合理的情况，则极易导致泵的高效点与运行工况偏离的情况出现。
为此，应通过增加叶轮直径的方式实现对泵出力的提升，且在车削原正导叶之后，需进一步增加导叶进口通流的面积，使得泵的高效工况点逐步向大流量偏移。
总之，泵效率低的一大重要原因就是通流面积大。
2.4系统复杂，阻力增加为满足锅炉正常水位的需求，原有给水系统采用的是给水调节阀系统，加装耦合器之后，泵则改为调速运行状态，通过对泵转速的调整可以满足锅炉正常水位的需要。
加上给水操作台存在着一定的压差损失，无形中增加了泵的耗电功率。
3.135MW机组给水泵及其系统的节能改造措施3.1重新设计叶轮和导叶型线结合电厂的实际运行情况，对叶轮和导叶型线予以重新设计。
具体来说，主要表现为以下几个方面：第一，在对叶轮进口进行选择的过程中，可以使用口径较小的设备，从而有效降低泵的容积损失；第二，选择较大的反导叶出口角度，使得叶轮进口的流动性更加流畅、合理；第三，需要对导叶入口的速比进行合理选择，以便减小正导叶的入口面积，从而实现对泵的工况点和运行的控制，大大提升设备的高效运行范围；第四，不需要对中段进行更换，正导叶出口可以使用半圆截面，从而实现扩散段长度和扩散损失的降低；第五，选择较大的导叶进口基圆直径，并对叶轮直径的计算范围适当拓宽，以便满足机组的实际运行需求；第六，对泵的性能参数加以选择，使其能够适应机组不同参数的运行要求。
电动给水泵变频改造技术及应用研究随着科技的不断发展，电动给水泵变频改造技术被广泛应用于各个行业。
电动给水泵是工业生产中常用的设备之一，主要用于给水供应、灌溉和工业流体输送等领域。
传统的电动给水泵工作时速度通常是固定的，但实际工作过程中需求流量和供水压力都是不断变化的，这时候如果能够根据需要调节给水泵的转速，就能够有效地提高节能效果和降低运行成本。
电动给水泵变频改造技术是指通过安装变频器来改变电机运行频率，从而实现调节转速的目的。
变频器是一种能够通过调整电压和频率来控制电动机转速的装置。
电动给水泵通过变频器的调节，可以实现精确的流量和压力控制，提高工作效率，节约能源。
1.变频器选型与安装：选择适合的变频器对于电动给水泵的变频改造非常重要。
需要考虑给水泵的功率、额定电流、运行环境等因素来选择合适的变频器。
同时需要合理安装变频器，确保连接安全可靠，防止电磁干扰和故障发生。
2.变频控制策略研究：针对不同的工况，制定合理的变频控制策略是电动给水泵变频改造的关键。
通过研究给水泵的性能曲线和工作要求，确定合适的变频器转速和电机功率，充分发挥给水泵的性能优势。
3.节能效果评估：通过对电动给水泵变频改造前后的能耗进行对比分析，评估节能效果是衡量该技术应用效果的重要指标。
可以采用电表和流量计等监测设备进行数据采集，分析功率变化和能耗差异，以及节能率等指标。
电动给水泵变频改造技术的应用可以广泛涵盖工业生产、农田灌溉、城市供水等领域。
在工业生产中，变频改造后的给水泵能够根据生产工艺的需求来调节流量和压力，提高生产效率。
在农田灌溉中，变频给水泵可以根据农田土壤湿度和降雨情况来调整灌溉水量，实现智能化控制，减少浪费。
在城市供水中，变频给水泵能够根据用水量的变化实时调整供水压力，确保供水稳定。
总之，电动给水泵变频改造技术的应用可以提高设备的运行效率和能源利用效率，减少能耗，节约成本。
通过合理的变频控制策略和节能效果评估，可以为不同领域的用户提供定制化的解决方案。
200MW机组电动给水泵变频改造探析摘要】：水泵生产主要辅机耗电量大，若没有采用良好的处理方式，其会消耗大量的原材料，影响供电，进而增加生产成本。
为符合国家和节能降耗、环保生产的要求，大多生产单位通过降低电动给水泵的途径来减少年耗电量，优化电动给水泵的年度运行费用，以此来实现减少单位生产能源消耗，在提升电动给水泵质量的同时，降低年运行费用，本文分析了变频调速电动给水泵改造措施，希望能够为对应的单位提供升级改造参考措施。
【关键词】：200MW；机组电动；给水泵变频；改造探析1.概况本次研究选用某热电厂 13 号机组的 200M W 汽轮发电机组作为研究对象。
其中每台机组配有电动给水泵组；机械运行时，两台泵一运一备、轮换操作，给水泵通过液力偶合器实现对应的调速、驱动运行，通过计算，预计给水泵（电量：年平均耗电量/发电量=2.31% ），（电率：年平均耗电量/发电厂=30%）。
2.研究给水泵变频节能2.1 方案简介采用变频技术，其可以优化挡板调节、阀门控制生产质量，进一步提升生产经济效益，优化设备运行工况。
因此，在运行水泵机械师设备时候，大多采用水泵电机调速来控制流量，以此来完成节能控制目标。
但是在实际的生产环节中，大多是采用阀门控制水泵的流速，要有效借助变频途径来完成阀门调节流量，要针对生产系统进行变频器改造，以此来完成高效变频来控制低效阀门控制效果。
变频器控制水泵电机系统方式十分简单，其不需要改变原系统太多内容，可通过调节变频器电机实现水泵电流控制，且其投资回报率较为理想。
因此，在大多水泵机械设备按照变频驱动原理，液力偶会器无法通过电动给水泵变频实现驱动、调速。
要从变频角度进行突破改造，第一步要再从液力偶会器控制入手。
经过实验研究和方案对比分析，可采用前置泵实现给水泵电动机驱动，调速。
操作时候，建议使用前置泵给水泵电动机同轴驱动，实现稳定控速。
2.2 方案原设计方案是按照10KV两路电源经高压开关柜至水泵电机，电机直接连接水泵，在启动或者是开关备热环境系，出口阀门位置可以启动电动机，电动机运行正常后就可以调节出口供应流速。
电动给水泵节能改造研究
发表时间：2019-08-15T16:25:55.593Z 来源：《当代电力文化》2019年第07期作者：刘刚[导读] 本文以西北地区某660MW等级直接空冷机组为例，对电动给水泵调速行星齿轮改造方案进行了详细论述，与电动给水泵变频改造进行了对比分析。
山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250013摘要：本文以西北地区某660MW等级直接空冷机组为例，对电动给水泵调速行星齿轮改造方案进行了详细论述，与电动给水泵变频改造进行了对比分析。
鉴于两种改造方案初投资差距不大，从整个全寿期和可靠性方面考虑，推荐660MW等级电动给水泵采用调速行星齿轮方案进行节能改造。
关键词：电动给水泵改造；调速行星齿轮；变频 0 引言
节能环保始终是电力企业发展需要关注的重要课题，在保证机组运行可靠的前提下，如何进一步减少厂用电率将成为电厂管理人员十分关注的问题。
国内空冷火力发电厂锅炉给水泵通常配置3台35%或50%容量的电动给水泵，电动给水泵通常会采用液力耦合器作为转速调节装置。
作为发电厂的“心脏”，电动给水泵耗电巨大，据资料统计，一般空冷机组电动给水泵厂用电约为2.5%～3%。
近年来，随着电网容量的不断增加，用电峰谷差也逐步增大，需要机组调峰幅度相应增加，各电厂的平均负荷率在65%～75%之间。
作为全厂最大辅机设备的给水泵，虽然配置有液力耦合器调速，但液耦效率在固定输入转速下随着给水泵输出转速的降低而降低，且液力耦合器长期偏离最佳工况点，给水泵组的效率偏低，约在55%～70%，导致给水泵耗电率一直居高不下，直接影响到全厂经济技术指标和节能效益。
因此，有必要对电动给水泵的调速方式进行改造，以提高给水泵的效率，降低厂用电。
1 机组介绍及存在的问题
拟改造电厂装机容量为2X660MW，为西北地区某超临界燃煤直接空冷汽轮发电机组。
汽轮机型号为：NZK660-24.2/566/566；型式为：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力660MW；最大连续出力为711.9MW。
该汽轮机采用复合变压运行方式，汽轮机具有七级非调整回热抽汽。
给水系统配三台35%电动调速给水泵，调速装置为增速型液力耦合器调速，电动机铭牌功率11000KW，液力耦合器主要参数如下表：
液力耦合器驱动调速的电动给水泵的节电潜力是很大的。
其原因是按设计技术规范进行设计时，锅炉机组的最大连续蒸发量是按汽轮机组的最大进汽量的1.05倍计算的，给水泵的最大流量是按锅炉最大连续蒸发量的1.05倍计算的，液力耦合器是按给水泵最大流量配套的，这样一来，机组投产后，即便在额定工况运行，给水泵液力偶会器已经偏离额定工况10%左右，近年来，火电机组年平均负荷率一般在65%～75%。
液力耦合器最高效率点为其额定工况点，偏离额定工况效率明显降低，这是液力偶会器的最大弊端，效率低，损耗大，运行中经常出现油温过高等异常情况。
目前300MW及以下机组电泵，电动机功率偏小，节能改造通常采用变频调速方式进行改造，变频改造厂家主要包括：上海电力修造总厂有限公司，东方日立（成都）电控设备有限公司，西门子（中国）有限公司等，改造业绩众多，节电效果明显[1,2]。
660MW等级的机组电动给水泵，50%容量给水泵功率一般在14000kW左右，35%容量给水泵功率一般在11000kW左右，电动机功率比较大，变频器价格偏高，目前改造业绩偏少。
除变频调速改造外，采用调速行星齿轮代替液耦也是一种潜在可行的改造方式，本文主要介绍行星齿轮调速改造方案，以供同类型机组电泵节能改造参考。
2 调速行星齿轮原理介绍
调速行星齿轮在机械调速领域为技术最为先进的设备之一，可以说液力耦合器的升级版，结构图如图1所示，调速行星齿轮具有以下特点：
1）由一个可调节之液力变扭器、一个固定的行星齿轮和一个旋转行星齿轮组成； 2）通过液力变扭器来调节转速； 3）通过动力传递之里最后矢量叠加原理而获得高效率； 4）调速范围：60%～100%。
根据电厂实际运行的结果来看，电动给水泵转速通常在70%以上，相对应转速在3500rpm以上。
所以调速行星齿轮最低输出转速远低于机组最低负荷时给水泵转速的要求，不存在调试范围过窄的问题。
调速行星齿轮可以在启动、停机、及所有负荷点下正常运行。
采用调速行星齿轮可以大幅提高给水泵在不同工况下的运行效率，且效率稳定，在50%负荷以上都可以处于高效运行区域。
液力耦合器与调速行星齿轮二者的效率对比见图2。
3 调速行星齿轮改造节能效果
本工程给水系统配三台35%电动调速给水泵，为保证节能效果及实际运行时调节的灵活性、可靠性，本次改造考虑在在每台机组的三台给水泵上同时实施。
给水泵运行模式：负荷≥75%三台泵同时运行，负荷低于70%，只运行2台泵。
以泵A为例，整个节电效果如表1所示：
从上表可以看出，泵负荷在60%-95%范围内，调速行星齿轮的效率维持在90%以上，最高达到95.1%，远远高于原液耦效率；负荷越低，节电效果越明显。
4 调速行星齿轮改造特点
4.1 设计寿命
调速行星齿轮和常规液力耦合器设计寿命较长，一般均大于30年以上，而变频器的设计寿命只有11年，在电厂的整个运行周期内，必须对整个变频器进行2-3次的更换，需要额外增加投资。
4.2 运行、维护条件
调速行星齿轮对运行环境要求不高，在热、冷、粉尘或存在爆炸危险的恶劣运行环境下均可安全运行；变频器对环境条件要求较高，需设置独立的变频间，保障恒温、恒湿、少尘等条件。
调速行星齿轮和常规液力耦合器检修维护工作量小，主要是润滑系统需要日常维护，特别是调速行星齿轮更加紧凑，采用了集成润滑油系统，维护工作量更小；调速行星齿轮在投产后10年内基本没有维保费用，10年后大修费用大约为80万元。
4.3 运行可靠性
常规液力耦合器在电厂中大量运用，技术成熟可靠，故障率低，调速行星齿轮作为常规液力耦合器的进一步技术发展，延续了其可靠性高的优点；该调速行星齿轮的技术目前是全球最为先进的调速技术，而且在未来几十年内也不会落后。
而变频器在变负荷工况时可能带来谐波冲击，如处理不当，有可能影响给水泵组的安全运行，进而影响机组的安全运行，因此调速行星齿轮和常规液力耦合器在运行可靠性方面更优。
变频器的故障率相比调速行星齿轮的故障率要高出8倍，整个驱动链的效率2者相当。
相对节能来讲，机组的安全可靠运行更为重要。
4.4 改造场地、基础、空间方面
行星齿轮外形尺寸较液力耦合器偏大，导致泵组基础轴向尺寸增加约1.5m，所以原基础不能利用，需要重新设计泵组基础。
基础位置的变动，也相应导致高压给水、中低压给水管道、检修吊轨等的改变。
因此在改造前要仔细核实现场是否具有改造条件。
对变频改造而言，场地不需要限制，不用动原有基础，现场空间能够满足实际工程，需要增设单独变频器室。
4.5 节能效果分析
采用调速行星齿轮可以大幅提高给水泵在不同工况下的运行效率，且效率稳定，在50%负荷以上都可以处于高效运行区域（90%～95%）。
变频改造考虑各部件效率后(变频效率94～97%，齿轮箱效率99%，润滑油效率99%等)，变频效率整体保持在92%～95%。
两者节电效果接近。
4.6 投资比较
对于本机组35%电动调速给水泵，变频改造费用每台给水泵造价约1000万元，调速行星齿轮改造费用每台给水泵造价约1250万元。
两者投资回收期均在6年左右。
5 结论
本文对660MW等级直接空冷机组电动给水泵节能改造必要性进行了详细分析，对调速行星齿轮改造方案进行了重点论述，得到以下结论及建议：调速行星齿轮方案节能效果显著，其运行维护条件好，故障率低，使用寿命长等特点明显优于变频改造方案，虽然初期造价比变频改造方案偏高，但从整个全寿期和可靠性方面考虑，推荐660MW等级直接空冷机组电动给水泵采用调速行星齿轮方案进行节能改造。
参考文献
[1] 韩靖. 电动给水泵变频改造与节能分析中国科技纵横，2015.4
[2] 马洪波 220MW机组电动给水泵变频改造及节能分析华北电力技术，2014.2。
