汽轮机组凝结水泵变频调速改造可行性分析

０ 引言
凝 结 水
上 海 外 高 桥 第 二 发 电厂 （ 下 简 称 外 二 厂 ） 我 以 是
国 首 座 拥 有 单 机 容 量 １０ ０ ＭＷ 的 火 力 发 电 机 组 ． ０
其 凝 结 水 泵 作 为 凝 结 水 系 统 的 重 要 动 力 设 备 ，采 用 改 变 凝 汽 器 调 节 门 开 度 来 实 现 凝 汽 器 水 位 渊 节 的运 行 方 式 ． 在 较 大 的 节 流 损 失 冈 此 ， ２ 台 机 组 的 存 对 凝 结 水 泵 进 行 变 频 改 造 ． 通 过 变 频 调 速 装 置 ｉＩ 凝 Ｊ节 吉 结 水 泵 ， 其 处 于最 佳运 行状 态 ， 高 运行 效 率 ， 使 提 达
远 远 超 过 实 际 所 需 扬 程 （ 除 氧 器 采 用 滑 压 运 行 ．其 实 际 工 作 压 力 低 ３）
Ｉ ｇ ｒｏｌ ｎ ｅ ｓ ｌ－Ｄｒ ｓ ｅ ｅ ｓ ｒ公 司 ３ ＡＰＫＤ－６ 型 立 式 多 级 离 心 ０ 泵 ． 出 口 压 力 ３２ 泵 ．９ ＭＰａ， 定 流 量 ２ ｌ ６．３ ｔｈ， 额 ７ １ ／ 扬 程 ３ ０． ／； 动 机 为 韩 国 Ｈｙ ｎ ａ ３ ６Ｉ 电 １ ｕ ｄ ｉ公 司 ＨＲＱｌ５６ － ９
方 式 ．分 析 了 变 频 运 行 中对 凝 汽 器水 位 的 自动 控 制 、２台凝 结 水 泵 的 连 锁 保 护 等 问 题 的 控 制 辑 策 略 ，并 ～ 逻 通 过 对 凝 结 水 泵 变 频 运 行 前 后 的 系 统 性 能 比较 计 算 证 明 了 Ｇ 级 机 组 凝 结 水 泵 采 用 变 频 运 行 对 降低 能耗 。 Ｗ
１组 并 联 的 全 容 量 凝 汽 器 主 调 节 门 和 ３ ０％ 容 量 凝 汽

凝结水泵变频改造与应用
要】我公司热电车间的发电汽轮机现有两台4n6x-2抽凝式凝结水泵，由于该车间投产比较早，自动化程度比较低，除氧器和热井水位仍要依靠运行人员手动调节，不仅增加了工人的劳动强度，而且严重影响了机组的安全经济运行，针对这一问题，提出了其中一台凝泵由工频泵改为变频泵，补水由除氧器式改为凝汽器式，不仅提高了自动化程度，而且提高了经济效益。

关键词】自动化；变频；安全；节能
１研发的必要性及意义
我公司热电车间的发电汽轮机装有两台4n6x-2抽凝式凝结水泵，由于投产时间早，自动化程度较低。

凝结水泵是汽水系统中一个重要组成部分，它在凝汽器和除氧器之间，负责把经过汽轮机做功后的蒸汽在凝汽器凝结成的水，经过一系列设备输送到除氧器。

现在所有电厂的凝结水泵都采用工频泵，汽水系统中有关凝汽器和除氧器的水位调节分别由化学补水调节阀和凝结水泵出口调节阀调节。

除氧器和热水井水位仍要依靠运行人员手动进行调整。

凝结水泵属中低压冷水泵，其吸入侧为真空状态。

机组设计一台运行，一台备用。

现有凝泵维护量大，盘根易漏空气，导致真空低停机，并且以运行6年，效率低，耗电大。

为确保汽水工艺系统安全稳定运行，设计只用一台变频器控制一台泵，而另一台凝结水泵继续进行工频运行，用来防止变频器故障时备用投入，变频调速系统的自动调节控制部分采用plc控制器。

3. 2 不同负荷下凝结水泵参数对比试验 机组负荷为 240 M W 和 300 M W 时, 凝结水泵系
统各项参数对比见表 4。
表 4 除氧器上水 旁路阀开关部分开启前后参数变化
工况
项目
240 M W
旁路阀关 旁路阀开启 50% 降低数值 降低幅度/ %
300 M W
旁路阀关 旁路阀开启 50% 降低数值 降低幅度/ %
m3/ h, 超过需要流量 600 m3/ h, 除氧器上水旁路阀关
闭过程( 160 s) 对应的流量为 26. 7 m3, 这将使除氧器
水位高出正常运行水位 450 mm, 超过高 3 报警值。因
此, 为了保证机组安全运行, 必须选择开关时间较短的
除氧器上水旁路阀。
截止阀的开启高度小, 阀瓣行程小, 开关速度快,
p=
Q2 K v 10
( 2)
因 Cv = 1. 167K v , 则除氧器上水调节阀全开时, 流
量系数 K v = 398/ 1. 167= 341。因此, 在凝结水设计温
度为 32. 6 , 密度为 103 kg/ m 3 ( 即 1 g / cm3 ) , 除氧器
上水调节阀全开, 流量为 780 m3 / h 时, 调节阀压力损
凝结水泵变频改造 节能效果分析及提高措施
黄莉莉1 , 李建河2
1. 淮北发电厂, 安徽 淮北 235000 2. 淮北国安电力有限公司, 安徽 淮北
2351 06
[摘
要]
[ 关 键 词] [ 中图分类号] [ 文献标识码] [ 文 章 编 号] [ DOI 编 号]
以淮北国安电力有限公司( 国安公司) 国产引进型 2 300 M W 机组为例, 对进一步充分 挖掘凝结水泵变频改造的节能效果和经济效益进行了分析。提出将除氧器上水旁路阀 更换为截止阀, 同时保持部分开启的解决方案。实施后, 进一步降低了凝结水泵功率, 机组可再节能 13% 。 凝结水泵; 变频器; 调节阀; 流量系数; 阻力损失 T K 264. 1+ 2 B 1002 3364( 2011) 06 0079 03 10. 3969/ j. issn. 1002 3364. 2011. 06. 079

我公 司总装 机 容 量为 ２ ０ ×３ ０Ｍｗ ， 汽轮 机 组为 上海 汽轮 机厂 制造 。机 组 的凝 结水 系统设 计 为 中压
Ｌ ｈｎ ｙｎ ＩＺ ｅ ｇ ｏ ｇ （ ｏ ｒＧｅ ｅ ａ ｉ ｎ Ｄｅ ｔ ，Ｈ ｕ ｉ ｅ ｏ ｎ Ｅ ｅ ｔｉ Ｐｏ ｒＣｏ Ｐ ｗｅ ｎ ｒ ｔｏ ｐ ． ａｂ ｉ Ｇｕ ａ ｌ ｃ ｒ ｗｅ ．，Ｌｔ ． ｃ ｄ ，Ｈ ｕ ｉ ｅ ，Ａｎ ｕ ，２ ５ ０ ａｂ ｉ ｈ ｉ ３ １ ６，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
转速 内运 行 ， 能使 凝 结 水 管 道 的 振 动 减 小 ， 运行 更 加 稳 定 可 靠 。
关键 词 ： 应
中 图 分 类 号 ：Ｈ １ Ｔ ３
文献标识码 ： Ｂ
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｐｒ ｃ ｉ ａ ｌｔ ｆ ｔ ｅ Ｖａ ｉ ｂ ｅ Ｆｒ ｑｕ ｎ ｙ ｌ ｓｓ ｏ ａ ｔｃ ｂｉｉｙ ｏ ｈ ｒ ａ ｌ ｅ ｅ ｃ Ｔｅ ｈ ｑｕ ｓ ｄ ｉ ｈ ｎｄ ｎ ａ ｅ Ｐｕ ｐ ｃ ｎｉ ｅ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｃｏ ｅ ｓ ｔ ｍ
维普资讯
总第 ９ ８期
电 站 辅 机
Ｐｏ ｒＳｔ ｔｏ ｗｅ ａ ｉ ｎ Ａｕｘ ｌａ ｙ Ｅｑｕ ｐｍ ｅ ｉｉ ｒ ｉ ｎｔ
Ｖｏ ． ８ １９ Ｓ ｐｅ ｂ ｒ ２ ０ ， ． ｅ ｔｍ ｅ ． ０ ６ Ｎｏ ３
２０ ０ ６年 ９月 第 ３期
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｐ ｒ ｔｏ ｆｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｕ ｓ ｄ ｉ ０ Ｗ ｎ ｔｗｉｈ ｉ ｐ ｅ ｏ ｔ ｏ ｌｄ ｂ ａ ｉ ｂ ｅ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓｒ ｃ ： ｅ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｐ ｍｐ ｕ ｅ ｎ ３ ０ Ｍ ｕｉ ｔ ｔ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｖ ｒａ ｌ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｌ ｆ ｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｆｏ ｔ ｅ ｆ ｅ ｐ ｅ ｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｐ ｍ ｐ Ｔｈ ｐ ｒ ｔｏ ｄ ｎ ｈ ａ ｅ ｎ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｒ ｉ ｅａ ｔ ｒｔ ａ ｓ ｏ ｍ ｒ ｍ ｈ ｉ ｄ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｕ ． ｃ ｘ ｅ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ ｅ ｖ ｔ ｎ ｏ ｈ ｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｐｕ ａ ｅ ａｓ ｅ ｎ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｈ ｒ ｉｌ ｆ ｒ ｔａ ｓ ｏ ｍ ｒ ｍ ｈ ｅ ｕ ｔ ｆ ｅ ｇ ｏ ｓ ｒ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｍｐ ｈ ｖ ｌｏ ｂ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｅ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒ ｆｏ ｔ ｅ ｅ ｏ ｃ ｅ ｆ ｅ ｐ ｅ ｕ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｄ ｓ ｅ ｄ ｐ ｍｐ ｗｉｈ ｖ ｒａ ｌ ｒ ｑ ｅ ｃ ．Ｔｈ ｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｐ ｍｐ ｗｉｈ ｖ ｒ ｂ ｅ ｓ ｅ ｄ ｉ ｄ ｓ ｅ ｄ ｐ ｍｐ ｉ ｔ ｈ ｏ ｔ ｏ ｌ ｐ ｅ ｕ ｔ ａ ｉｂ ｅ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｘ ｅ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｕ ｔ ａ ｉ ｌ ｐ ｅ ａ ｗｉ ｅ ｏ ｅ ａ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ａ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ｉ ｓ ａｌｄ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｏ ａ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ｌ ｂ ｐ ｒ ｔｄ ｗｉ ｎ ａ ｒ ｔｄ ｒ ｔ ｔｎ ｐ ｅ ａ ｅ ｎ ａ ｎ ｔ ｌ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒ ｅ ｎ ｏ ｔｏ ｌ ｇ ｒ ｔ ｔｎ ｐ ｅ ｌ ｈ ｅ ｉ ｏ ｈ ｕ ｎ ｅ ｅ ｍｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｌｇ ｃ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｏ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔ ｏ Ｏ ａ ｏ ｒ ｄ ｃ ｈ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｆｔ ｅ ｐ ｍｐ ａ ｄ ｄ ｔ ｒ ｎ ｎ ｈ ｏ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ｆｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌＳ ｓｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅｖ ｂ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｏ

节约 电能越来越 受到企 业的重视 。文章针 对 某电厂 两台 ２ＭＷ 汽轮机 组凝结水 泵 变频调 速改造技 术进行 分析 ， ５ 为下一步 ≠ ， 机 组的优化 改造提 供依据 ，以改善机组 凝结水 系统调 节性 能，进 一步降低 汽轮机 组辅机 能耗 。 ≠ ２ １
关 键词 ： 凝结水 ； 调节 阀 ； 凝汽 器热水 井水位 ；变频 调速 中图分类 号 ： Ｍ６ １ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ２ － ０ ９ ０ １０ － ３ ４（ ０ ２） ３ ０ ３ － ３
给 水 泵 入 口母 管
调 节阀的卡涩和凝 结器水位过 高或过低造成 的停机或
是甩 负荷事件时有发生，直接威胁生产的安全运行 。 （ ） 由于 凝 汽器 热 水 井容 积 较 小 ，凝 汽 器 热 ２ 水 井水位 上 下波动 较大 ，其 水位调 节 阀调整 频次 增 加 ，造 成调 节 阀卡 涩或 是其 他故 障频 繁 。每 次凝汽
某 电厂 六 期工 程装 机 容量 为 ２ ５ Ｗ ×２ Ｍ ，汽轮 机
组 为北 京 北重 汽轮 电机有 限责任 公 司制 造 。＃ ，２ ｌ
机 组 在正 常运行 时凝 汽器水 位调 节 阀又 无法检 修和
调试 ，只有 靠其 旁路 手动 门人 为地 对凝 汽器热 水井 水 位进 行调 整 ，运 行人 员常 常 由于集 中于对凝 汽器 水 位 的监 视 与 调 整 ，而 忽 略 其 他 参 数 的监 视 与调
２１ 第２ ０ ２年 ３期 （ 总第 ２ ０期 ） ３
中阂高 新技术 业 企Ｉ
ｌ ｃＨ ｌ Ｈ＾ ＨＩ Ｈ・ ６ Ｔ￡ＣＨ ￡ＨＴ【＾Ｐ—Ｉ ￡ｓ ｓ
ＮＯ＿３２ ２ 。０１ ２

下 ，积 极 引 进 节 电 项 目 ，能 在 短 期 内 创 造 更 大 的 速 的 节 电效果 仍 然 非常 显 著 。据计 算 ，当将 离 心 式 水 泵
效 益 。Ｊ ＿
一
的流 量 由 Ｑ 。调 低 到 ７ ％ Ｑ ０ ０时 ，采 用 变 频 调 速 方 式 的 运行 情 况
、
功 耗 比控 制 阀调 节 方式 的功耗 减 少 ５ ％Ｐ 。３ ２ ０ Ｊ
２ Ｈ ，ｏ １ 。 通 过改 变 电源 频率 厂来 改变 电动 机 转 速 的 ，转 速 与 频 率 ｏＱ ２ ２ ｑ１Ｈｌ
￥作者 简 介 ：郭 英鹰 ，男 ，江西 赣 能股 份 有限 公 司丰 城 二期 发 电厂 ，工 程 师 。
４７ ８
凝 结 水 泵 运 行 调 节 节 能 改 造 及 分 析
２ ．调 节 方 式 分 析
由于 电 网调 峰 的 需 要 ，机 组 运 行 时 负 荷 变 化 频 繁 ， 由于凝 结水 泵 采用 定 速运 行 ，除氧 器水 位控 制 只能 由水
图 １ 、图 ２分 别为 凝 结 水 泵 的 节 流 调 节 特 性 和变 频
泵 出 口调 节 阀门进 行 调 节 ，节 流 损 失 大 ，出 口压 力 高 、 调 节 特性 曲线 ， 以下就 水 泵 的特性 曲线 分别 从 节 流 调 节
Ｈ
速 ，消 除 节流损 失 ，节约 能 量 ，提 高设 备 的运 行 效 率 和
可 靠性 。
二 、可行 性 分析
１ ．变 频 器 节 能 分 析
０
率 Ｓ 、电
机 极 对数 Ⅳ有 以 下关 系 ：
ｎ ＝
图 １ 凝 结 水 泵 的 节 流 调 节 特 性
发 各种 故 障 ，使 现 场 维 护 量 增 加 ，造 成 各 种 资 源 的

氧器水位调节 阀超驰关 到原定速调节 时与负荷相 对应的阀位 ，此时除氧器水位调节阀调节器Ｐ Ｉ Ｄ 输
的降低 ， 凝结 水泵出 Ｖ Ｉ 的压力大 幅降低 ， 无法满 足
技 术 应 用ｆ Ｊ 一 ∞ 工 ｃ Ｙ Ｉ ｚ 、 ， 。ｚ
系统需 要 。 因此 确定 变频 器 的最小 工作 频 率 为
在２ ． ０ ＭＰ ａ 以上 ［ ３ ］ ． 则 变 频 水 泵 实 际 转 速 需 维 持 在 ８ ０ ％ ８ ５ ％左 右 。机组 全 过程 负荷 动作 试 验 表 明 ， 虽
（ １ ） 变频 泵运行 ， 定 速泵备 用 ， 变 频泵 故 障跳
闸。 联 启 定 速水 泵 时 ， 变 频 器 切 手 动 并 将 变 频 器 指
。
（ ２ ） 变频泵运行 ， 定速泵备用 ， 当凝结水泵 出口 压 力 ≤１ ． ８ ＭＰ ａ 时１ ３ １ ， 联启 定速泵 ， 定 速 泵 正 常 运 行 后。 变频器切手动并将 变频器指令置“ ０ ” ， 同时将除 氧器水位调节 阀超驰 关到原定速调节 时与负荷相 对应 的阀位 ．此 时 除氧 器 水位 调 节 阀调 节 器Ｐ Ｉ Ｄ 输 入跟踪输 出指令 ， 超驰关指令保持３ ０ Ｓ ， 当变频器频 率反馈为“ ０ ” 时， 强制变频泵跳闸。 （ ３ ） 变频泵运行 ， 定速泵备用 ， 当凝结水泵 出口 压力 ≤１ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 时， 联启定速泵 ， 定速泵未正常启动 ，
定值［ ５ １ ， 结合户二电的设备及系统特点 ， 在保证系统 可靠运行的前提下 ， 经反复试验 ， 将２ ． ２ ． ２ 条（ ２ ） 、 （ ３ ） 分析的凝结水泵 出口压力低 ， 联启备用泵 的定值由 １ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 修改为１ ． １ Ｍ Ｐ ａ 。 试验表 明： 机组负荷在２ ０ ０ Ｍ Ｗ， 当除氧器水位调节阀全开时 ． 凝结水泵变频器 输 出频 率为３ ５ Ｈ ｚ ，凝结 水泵 出 ｔ ３ 压力保持 在 １ ． ３ Ｍ Ｐ ａ 左右 ， 既满足了除氧器的正常上水 。 又保证 了供

分析凝结矿用水泵电机变频技术的改造在矿用凝结水系统中，凝结水泵是最主要的动力设备，主要是将凝汽器中的凝结水，在送入低压加热器经过加热后，然后输送到除氧器内。

在矿用应用中，凝结水泵电机的实际运行状况与实际经济运行状况之间存在偏离。

尤其是当机组带部分负荷的时候，将更偏离实际经济运行状况，导致机电能源严重浪费。

为了减少能源的浪费，变频技术的改造不仅能够使凝结矿用水泵的运行状态稳定，而且还能够大大提高其运行的效率。

1 变频系统的优势随着我国变频技术的逐渐发展，通过对凝结矿用水泵电机进行技术改造，在应用高压变频器以后，实现了系统的稳定运行和设备的使用寿命等方面，使系统更经济和节能。

其变频系统主要由功率单元柜和控制器、高压开关柜和移相变压器所构成，一共形成18个功率单元，各功率单元的电路为单向的交-直-交逆变，并且每6个单元串联成一相，以多重化PWM控制方式进行控制。

整流为二极管三相全桥，不仅电路多重化，而且脉冲数可达到36个。

通过利用光纤通讯技术，确保产品具有较强的抗干扰性和可靠性。

除此之外，极低的输出谐波，可以有效地对每一转进行控制。

其实际的变频系统电路如下图1所示：2 凝结矿用水泵电机的变频技术改造方案2.1 设备的选型由于目前高压变频器在市场中的类型较多，因此，要根据在对矿用变频器进行选择的时候，不仅要考虑变频装置的谐波输入与输出、变频器使用的时间和寿命，还要考虑变频器的功率、电机额定电流和实际应用电流、转矩过载能力、效率以及市场反应效果等指标所具有的节能效果来选择。

变频器在实际的应用中会出现各种影响节能效果的情况，例如：波形输出不稳定、谐波控制差、设备可靠性低、使用时间短等，都将对实际节能效果造成影响。

除此以外，考虑其变频器的价格，通过一系列比较，将采用上海西门子公司生产的PROFIBUS DP空冷型完美无谐波高压变频器进行改造。

2.2 各项指标对设备运行的影响（1）变频装置输出的谐波量。

由于凝结矿用水泵电机不属于专业的变频电机，因此，所产生的谐波量一定会对电机的使用寿命造成严重的影响，对负载输出谐波量的严控是变频技术改造的关键指标之一。

ｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｉｎｐ ｏｅｔｏ ｓａｌ ｇ ｈｇ ｒ ｓｕ ｅｆｅ ｕ ｎ ｕ ｎ ｙｃ ｎ ｅｓｏ ｒ ｊｃ ｆｉ ｔ ｌｎ ｉｈ ｐ ｅｓ ｒ ｒｑ ｅ — ｎ ｉ
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Ｖｏ ． ９ ＮＯ ５ １２ ．
Ｏｃ ． ０１ ｔ２ ０
河北 电力 技 术
ＨＥＢＥＩ ＥＬＥＣＴＲＩ ＰＯＷ ＥＲ Ｃ
第 ２ 卷 第 ５期 ９ ２１ ０ ０年 泵 变频 改 造 ０
Ｃｏ ｄ ｎ ｅ ｕ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｆ ｒ ｔ ｎ ｏ ０ ｎ ｅ ｓ ｒＰ ｍｐ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｃｏ ｖ ｒ ｉｎ Ｒｅ ｏ ｍａ ｉ ｆ ０ ＭＷ ｔ ａ Ｔ ｒ ｉｅ ｏ ３ Ｓ ｅ ｍ ｕ ｂ ｎ

凝结水泵变频改造项目行性报告华能大连电厂2008 年6 月12 日一、系统概况 (2)二、凝结水系统分析 (2)三、高压变频系统方案 (13)四、冷却系统方案 (28)五、设备安装施工方案 (30)六、结论 (33)H(m)60% ab2 a2#1、#4机组凝结水泵变频改造项目可行性报告一、 系统概况华能大连电厂机组为4X 350MW 发电机组，每台机组汽机配套三台凝结水泵电动机， 单台功率一期为310KW 、二期为448KW ，运行方式为两台运行一台备用，切换方式为手 动切换，压力低时联动。

正常情况下，系统根据机组负荷高低，控制主凝结水调整门的开 度，调节凝结水流量，从而达到稳定运行的目的。

在这种调节方式下，系统主要存在以下 几个问题：采用凝结水泵定速运行，阀门调整节流损失大、出口压力高、管损严重、系统效率低， 造成能源的浪费。

当流量降低阀位开度减小时，调整阀前后压差增加工作安全特性变坏， 压力损失严重, 造成能耗增加。

长期低阀门开度，加速阀体自身磨损，导致阀门控制特性变差。

管网压力过高威胁系统设备密封性能，严重时导致阀门泄漏，不能关严等情况发生。

设备使用寿命短、日常维护量大，维修成本高，造成各种资源的极大浪费。

二、 凝结水系统分析1、工艺系统的要求及特性变化华能大连电厂机组为4X 350MW 。

每台机组配置有三台凝结水泵，两用一备，定速运 行，高负荷情况下，主凝结水调节门开度在 50%左右。

低负荷时调整门开度更低。

定速运 行时节流调节原理图如下：Qn凝结水泵供水时，其扬程（见上图）。

管道阻力b1b2,e1e2凝结水自动调节阀开度（节 流损失bb1,ee1）决定的。

运行中管网压力基本不变、流量随机组负荷变化。

影响阻力特 性的主要调节因素是凝结水调门开度。

凝结水泵运行工作点是由凝结水泵特性曲线与管道阻力特性曲线的交点决定的。

凝结水泵工频定速运行工作点（a,b,c,d,e ）是随锅炉凝结水调 门开度变化的。

丰达电厂汽轮机凝结水泵电机变频改造介绍了汽机凝结水泵电机的变频改造工作的实施方案及需要解决的问题，改造后凝泵节能效果显著。

标签：凝结水泵电机；变频；改造引言我厂汽轮机配有2台150%容量的凝结水泵，它的主要作用是将凝汽器的凝结水打到除氧器内，且为各辅助系统提供减温水。

机组运行时，凝结水泵的出口压力较高，出口调节阀开度只在50%左右，阀门前后压差很大，凝结水泵电机严重偏离经济运行工况，在机组带部分负荷时偏离的更远，电能损耗非常严重。

在现今社会提倡“低碳”经济的形势下，很有必要对4台凝结水泵电机进行了变频节能改造工作。

1 变频改造工作实施情况1.1 凝结水泵的运行工况及参数燃机电厂机组作为每天均启、停的调峰机组，由于电网要求，机组一般都未能带满负荷运行。

凝结水泵在机组满负荷时电机工作电流为250A，电压为380V，水泵出口调节阀开度为28%，出口流量为220t/h，水泵出口压力1.54 MPa，调节阀进口压力为1.47MPa，出口压力为0.9MPa。

凝泵及电机的铭牌参数见表1：1.2 凝结水泵变频改造方案根据流体动力学理论，水泵流量与转速的一次方成正比；扭矩与转速二次方成正比；而泵的功率则与转速的三次方成正比，所以降低电机的转速可以减低耗电能。

目前变频器在水泵电机上的应用极为普遍，技术也已相当成熟。

从凝泵的运行参数分析，凝泵扬程远比实际所需高，出口调节阀前后压差达0.57MPa，造成能量浪费相当严重，通过降低电动机的转速，从而来降低水泵扬程，消除水泵出口调节阀的节流损失，可以达到节能效果。

综合考虑机组的运行方式要求和改造投入费用，按照经济可靠的原则，对凝泵电机变频器采取“一拖一”的方式，即一台变频器带一台电机。

通过招标，选用了SIEMENS公司生产的变频器，其主要参数见表2：变频器安装在厂用电400V段原凝结水泵电机的电源上，变频器的电气原理接线图如图1：380V低压厂用电源共分4段，分为380VPCIA段、IB段、IIA段、IIB段，4台凝结水泵分别连接在这四段低压厂用母线上，采用断路器-接触器的控制模式，有DCS和就地两种操作模式。

技术改造项目可行性研究报告项目名称:200MW汽轮机组电动给水泵变频调速改造可行性研究报送日期：200９年６月25日填报单位（章）：大唐双鸭山热电有公司一、前言（一）项目名称：200MW汽轮机组电动给水泵变频调速改造可行性研究（二）项目性质：技术改造（三）可研编制人：任丰雷（四）项目负责部门：双鸭山热电有限公司设备部（五）项目负责人：张艳春二、项目提出的背景及改造的必要性：（一）承担可行性研究的单位：双鸭山热电有限公司（二）项目提出的背景：双鸭山热电有限公司2台2×200MW机组配备有4台液力耦合器调速电动锅炉给水泵。

给水泵是郑州电力修造厂生产的200TSBⅡ－J型锅炉给水泵，液力耦合器是上海电力修造厂生产的YOT51型液力耦合器，给水泵电动机是上海电机厂生产的YKS800-4型电动机。

给水泵组分别于2006年9月和12月随机组投入使用。

随着当今火力发电厂的大量扩容，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，加快淘汰高能耗、高耗水、高耗材的工艺、设备和产品”的要求。

怎样通过节能降耗，提高企业效益是十分重要的内容。

逐步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，是节能的重要措施。

众所周知，在企业中绝大多数的动能都需要电动机来完成的，而低压变频器使用的比较普及，但高压变频器使用较少。

据不完全统计，全国大功率风机、泵类设备电动机虽然数量上不到20％，但在容量上竟占50％以上，因此，如果普遍使用高压变频器，节能效果是相当可观的。

如果节电率相同的条件下，高压大容量风机水泵采用变频调速会取得更大的节电效益，因此，推广高压变频调速节能技术具有重大的技术意义。

变频调速是当代最先进、最可靠、最高效的调速技术。

低压变频器在火电厂已得到了广泛应用，在实现自动控制和节能降耗上收到了良好效果，已被社会所公认。

高压变频器在火电厂的送、引风机、排粉机、灰渣泵、循环水泵、汽机凝结水泵等技术改造、新建、扩建机组中，已经和正在广泛得到应用，收到了很好的节能效果，而汽轮机组给水泵高压变频调速技术在火力发电厂中的应用正在进行中。

Ｍ Ａ ｎ －ｅ Ｆａ ｇ ｌ ｉ
（ ａ ｇｉｇ ｎ ａ ｉｇＥｌｃｒ ｏ ｒＣ ． ｔ ． Ｚｈ ｎ ｊ ａ ｇＨｕ ｘｎ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｏ ，Ｌ ｄ ，Ｚｈ ｎ ｊ ｇ ｎ １ ６ ７ ａ ｃ ａ ｇｉ ａ ｇ２ ５ ２ ，Ｃｈｎ ） ａ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｄｅ ｏ ｉ ｔ ｓｆ ｈ ａ ｋ ｏｍ ｐｅ ｉｉｅｎ ｓｏ ｏ ｂ ｎ ｄ ｃ ｃｌ ｎｉ ｎｄ ｒ ｄ ｅ ｔ ｗ ｅ ｓｒ ｃ ： ｎ ｏｒ ｒｔ ｎ ｅｎ ｉｙ ｔ ｅ ｍ ｒ ｅｔｃ ｔｔｖ ｅｓ ｆ ｃ ｍ ｉ ｅ ｙ ｅ ｕ ｔａ ｅ ｕｃ ｈｅ ｐｏ ｒ ｃ ｓ ｐｔｏｎ ｏ ｔ ｘｉｉｒｅ ｏｎ ｕｍ ｉ ｆ ｉｓａｕ ｌａ ｉｓ，ａ ｆ ｓｂ ｌｔ ｔ ｄｙ ｗａ ｍａｄ ｏ ｆ ｅ ｅｎ ｙ ｃ ｅａ ｉ ｉｉｙ ｓ ｕ ｓ ｅ ｔ ｒ ｑｕ ｃ ｏｎｖ ｒ ｉ ｒ ｔ ｏｆｔｏｆ ｃ ｄｅ ａ ｅ ｅ ｓｏｎ ｅ ｒ ｉ ｏｎ ｎｓ ｔ
凝 结水 系 统 主 要 承 担 向余 热 锅 炉 低 压 省 煤
器及 低压 汽包 供 水 、 轮 机 低 压 缸 喷 水 减 温 、 汽 汽 轮机 高 、 低压蒸 汽 旁路 系 统 减 温 、 汽 器 水 幕 中、 凝 喷水 、 真空 系 统 真 空 泵 供水 、 体 疏 水 扩 容 器 减 本
ｐｕ ｐｓｆ ｓｓｅａ ｃ ｍ ｂ ｎ ｙ ｌ ｉｓ ｍ ｏｒｇａ —ｔ ｍ ｏ ｉ ｅｄ ｃ ｃ ｅ ｕｎ ｔ ．Ｒ ｅ ｕｌｓｓ ｏｗ ｈ ｏｒｅａ ｈ ｕｎｉ． ａ ｏｕ ７１ ｓ ｔ ｈ ｔ ａｔｆ ｃ ｔ ｂ ｔ３． １× １ ｋ ・ ｗ ｅ ０ Ｗ ｈ ｐｏ ｒ
Ｆｅ ｓｂｉｉｙ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ｅ ｙ Ｃｏ ｅ ｓｏ ｔ ｏ ｉ ｏ ｎｄ ｎ ａ ｅ ａ ｉ ｌｔ ｔ ｄ ｎ Ｆｒ ｑｕ ｎｃ ｎｖ ｒ ｉ ｎ Ｒｅ ｒ ｆ ｔ ｆ Ｃｏ ｅ ｓ ｔ Ｐｕ ｐ ｆ ｒ Ｃｏ ｂ ｎｅ ｃ ｅ Ｕｎ ｔ ｍ ｏ ｍ ｉ ｄ Ｃｙ ｌ ｉｓ

在凝结水泵上高压变频调速技术的应用分析摘要：用电厂要提高经济效益，就必须节约用电量，从而提高综合效率。

汽轮机热力系统的主要辅机之一就是凝结水泵。

为了降低火电厂的用电率，提高技术的可靠性，所以我们在凝结水泵上安装高压变频调速技术。

关键词：凝结水泵；高压变频；改造；本文结合改造实例，在系统的配置、运行方式的切换、控制方式及变频器的指标方面进行了分析，并分析改造后的效果。

得出电器机组年平均节电40%，大大节约了电能，并延长了电器设备的使用寿命。

采用变频技术后，系统的运行相当的稳定，不仅凝结水系统的控制性非常好，而且凝结水泵的节流损失也减小了，从而大大的降低了水频器出现故障的频率，起到了保护设备的作用。

同时，不会造成有害的谐波干扰，受到负载的影响较小，节约了电能的消耗，改善了机器的调节品质，动态的相应性能也变好了。

一、控制逻辑对于凝结水控制优化是凝结水泵变频调速技术改造的一个技术关键。

基本的思维方式是：除氧器水位被变频器依靠，当设定值高于凝结水管道的压力时，一定要控制系统压力的正常，使调节阀参与调节；如果凝结水泵A变频器出现故障退出时，第一必须做的就是把调节阀调节到一定的开度，其次，再联动凝结水泵B，把系统的损坏降到最低。

1、因为除氧器具有滞后和大惯性的缺点，而且存在不确定的原因，如果想保证在全过程的运行中一直不断地增加水泵A的自动转速回路控制和原来的调节阀一样使用相同的三冲量调节，并且一直不断地投入除氧器自动控制，就必须把原来的除氧器调节阀全部的保留，为以后的工作做典范，这样就能更好的保证工作的稳定性。

2、如果在允许凝结水泵A条件运行中，满足凝结水泵A允许启动的信号和不断地增加凝结水泵A的允许启动的信号这两个条件当中的一个，当变频出现故障，就会有保障，当然DCS不增加这个保护的逻辑。

3、当增加切手动的条件被除氧器调节阀控制，如果在增加凝结水泵跳闸凝结B时，就应该调小节门至一定的开度，把除氧器调节阀设置成自我调节。

凝结水泵进行变频改造的运行分析关键词:凝结水泵;变频改造;节能降耗;运行分析引言乌拉山发电厂装机容量为2×300MW,每台机组配备两台100%容量的工频凝结水泵互为备用,目前已经先后对#4、5机组的凝结水泵进行了变频改造,改造后变频凝结水泵运行,工频凝结水泵备用,每月定期凝结水泵变频切换,用以干燥电机绕组和保证其处于良好备用状态。

凝结水泵变频投运后,既实现了凝结水泵水量的自动调整又降低了厂用电率,实现了节能降耗的目标。

1变频技术节能应用分析1.1节能原理根据水泵的特性分析如下水泵是一种平方转矩负载,其转速n与水量Q、压力p、转矩T及水泵的轴功率P的关系如下式所示:Q∝n p∝T∝n2P∝Tn∝n3转速:n 水量:Q 压力:p 转矩: T轴功率:P上式表明,水泵的水量与其转速成正比,水泵的压力与其转速的平方成正比,水泵的轴功率与其转速的立方成正比。

当电动机驱动水泵时,电动机的轴功率P(kW)可按下式计算。

P=Qp·10-3/ηcηb式中Q-水量,m3/sp-压力,Paηb-水泵的效率ηc-传动装置效率,直接传动时为1。

由上式我们可以做出变频调速控制时的特性曲线图。

由此特性曲线可以看出水泵在低速时节电比较显著,转速越高节电越不明显,如果转速到额定值时,不但不节约电能反而浪费能源。

结论:变频器不宜超载超速运行,否则将变为耗电设备,并使变频器难以承受。

1.2 随着我厂凝结水泵变频器的投运,克服了凝结水泵在运行中存在的性能调节差,能耗高,效益较低,维护工作量大等难题。

凝结水主调门开度平均只能达到45%左右,电机恒速转动,约有50%的能量白白消耗在主调门开度上。

同时,因科技含量低、设备运行可靠性不高,这样影响了机组的安全稳定运行。

日常维护量大,影响了机组的安全稳定运行。

通过变频改造,水泵水量与压力的调节,由通过调节主调门开度改为通过变频器调节电机速度来控制水泵的吸水量,主调门开度可以开到100%。

一
０ 引 言
某 电厂 一期 工 程 安 装 ２×６ ０Ｍ 超 临 界 燃 煤 ０ Ｗ 汽 轮发 电机 组 。汽 轮机 为上 海汽 轮 机制 造有 限公 司
生产的 Ｎ０ ６ ０—２ ． ／ ６ ／ ６ ４ ２ ５ ６ ５ ６型超 临界 、 中间 再 热 、 反 动 、 汽式 汽 轮机 。 每 台机 组 安装 ２台凝结 水 泵 ， 凝 凝 结 水 泵 为 上 海 凯 士 比 水 泵 厂 生 产 立 式 筒 型 Ｎ Ｔ ０ ５ ０× Ｓ泵 ， 动机 为上 海 电 机 厂 生 产 的 Ｌ ５ ０— ７ ４ 电 Ｙ Ｋ ６ ０— Ｌ Ｓ ３ ４型 电 动 机 ， 定 功 率 ２０ ０ｋ 电压 ６ 额 ０ Ｗ， ｋ 电流 ２ ８Ａ， 速 １ ９ ｍｉ。在 机 组 正 常 运 行 Ｖ， １ 转 ３／ ｎ ４ ｒ 时， ２台凝 结水 泵 采用 １台运 行 １台备 用 运 行 方 式 。
种 理想 的高效 率 、 高性 能 的渊速 手段 。 １ 凝 结 水 泵 电 动 机 所 选 高 压 变 频 器 型 号 为 Ａ
１ ２ 变频 器 的特 点 ．
ＺＮ Ｅ Ｔ～Ａ Ｈ ２ ０ ／ ６ 变 频 器 效 率 高 达 ９ ％ 。 总 的 谐 波 电 流 失 真 低 于 ５ ４ ， ％ 输入 功率 因数达 ０ ９ ．５以上 ， 必采 用输 入谐 波 不
２ １ 一次 回路 改造 ．
１ 高 压 变 频 器 的特 点
１ １ 变频 器 的工 作原 理 ． 交流 电 动机 的 同步转 速表 达式 为
， ｚ＝６ｆ １—５ ／ ， ０（ ）ｐ （） １
采 用 自动 切 换一 拖 一 ， 体 方 案 以除 氧 器 水 位 总 变 化 自动 调节 变频 器 ， 体 一 次 同路 如 图 １ 具 一 所示 。

程 急 停 、 程 复位 等 功能 。 远
２ １ 变 频 器 正 常 启 动 ．
泵 ６ ｖ高 压 开关 ０ 。 ｋ Ｆ
２． 远 程 急 停 ８
凝 结 水泵 Ａ 需变 频运 行 时 ， 就地 操 作 ＱＳ 、 Ｓ 应 １Ｑ ２隔 离 开关 处 凝 结水泵 Ａ 远 程急停时 ， ： 变频器立 即停止 ， 不分开 Ｋ 、 Ｍ ； 但 Ｍ１Ｋ ２ 合 闸位 置 ， 后远 程 合 上 Ｋ 、 Ｍ２ 再 合 上 Ａ 凝 结 水 泵 ６ Ｖ 高 压 凝结水泵Ｂ 远程 急停时 ， ＭＩ Ｋ ， ｋ ： 变频器立 即停 止， 不分开 Ｋ 、Ｍ５ 但 Ｍ４Ｋ 。 开关 Ｑ ， Ｆ 最后 启动 变 频器 。变频 器 启动 后 ， 必须 提供 合 适 的转 速给 ２９ 远 程 复 位 ． 定 ， 果给 定 转速 为 ０ 变 频器 自动按 最 低频 率 运行 （ 如 ， 此最 低 转速 由 电气 工程 师就 地 设置 ， 般 为 １ ｚ 。凝 结 水 泵 Ｂ需 变 频运 行 时 ， 一 ０ ） Ｈ 清 除轻 故 障报 警 音 响信 号 ， 除重 故 障后 将 复 位 系 统 ， 排 复位 后
方可 重 新开 机 。
应 就 地 操 作 ＱＳ 、 ４隔 离 开 关 处 合 闸 位 置 ，后 远 程 合 上 Ｋ 、 ３ ＱＳ Ｍ４ ２－０ 紧 急 停 机 １ Ｋ ， 合 上 Ｂ凝 结水 泵 ６ Ｖ 高压 开 关 Ｑ ， 后 启动 变 频 器 。变 Ｍ５ 再 ｋ Ｆ最 凝 结水 泵 Ａ： 下变 频 器 柜 门“ 急停 机 ” 钮 后 ， 频 器立 即 按 紧 按 变 频 器启 动 后 ， 必须 提供 合 适 的转速 给 定 ， 果 给定 转速 为 ０ 变频 器 如 ， 停止 运 行 ， 时分 开 Ｋ １Ｋ 同 Ｍ 、 Ｍ２ Ａ凝 结 水泵 ６ Ｖ 高 压 开关 Ｑ ； 和 ｋ Ｆ 自动按 最 低频 率 运行 。 凝 结水 泵 Ｂ： 按下 变 频器 柜 门“ 急停 机 ” 紧 按钮 后 ， 频 器 立 即停 止 变 ２２ 变频 器 正 常停止 ． 运行， 同时分 开 Ｋ 、 Ｍ５ Ｂ凝 结水 泵 ６ Ｖ高 压开 关 Ｑ 。 Ｍ４Ｋ 和 ｋ Ｆ