发电厂凝结水泵的性能试验分析与节能改造
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凝结水泵节能措施一、项目概述我公司在印尼项目18×150MW纯凝机组,每台机组配置2台凝结水泵,工作时一台运行,一台备用。
根据150MW常规配置,凝结水泵电机电压6KV,功率400KW。
二、凝结水泵改为变频调节必要性水泵的流量与其转速的平方成正比,消耗的功率与其转速的立方成正比,通过降低水泵的转速降低其流量时,水泵消耗的功率会大幅降低。
由于凝结水泵出力随着机组负荷的降低而降低,如将凝结水泵出力的调节由节流调节改造为通过变速来调节,则水泵的节流损失减小,消耗的功率减少,达到节电的效果。
凝结水泵为多级离心式,如果机组偏离额定工况,使得凝结水泵的偏离其经济运行工况点较多时,根据离心泵性能曲线可知,在转速一定情况下,此时凝结水泵的效率会比额定工况时效率降低很多,同时水泵的叶轮和轴承磨损也大,凝结水泵的维护检修量增大。
采用变频调速后,在凝结水泵偏离额定工况较多时,相对能提高凝结水泵的效率。
三、凝结水泵变频改造方案2台凝结水泵加装1套高压变频器,变频器采用“1拖2”运行方式,将变频器的调节功能和除氧器水位反馈信号接入DCS系统控制,在DCS系统进行变频器的频率自动和手动调节,进而实现凝结水泵转速和水量的自动和手动控制,同时将变频器的保护、监视、连锁信号接入DCS系统。
在进行变频器改造后,应考虑变频器功率模块散发热量多,要加强通风,保证变频器柜的正常工作温度,变频器柜门滤网需维护人员定期清洗,减少设备故障率。
四、凝结水泵变频改造后经济性由于目前还没有150MW机组凝结水泵进行变频改造后相关运行数据,下面是华能嘉祥发电有限公司2×330MW机组凝结水泵改造后有关运行数据,可以借鉴。
嘉祥电厂在2008年5月12日对2号机凝泵进行变频改造,下表为2号机B凝结水泵改变频后与改造前工频运行电流比较:(1)按该厂年利用5000小时计算,计算凝泵改变频前年统计耗电量约为457.8万KWh, 改变频后全年节约电量计算如下: 457.8×38.6%=176.7(万KWh)按该厂上网电价0.3549元/KWh,每年经济效益约为:176.7×0.3549=62.7(万元)(2)根据印尼工业园热电厂运行情况,机组运行时间按8000h,负荷率按90%,参照东海电厂150MW机组,负荷130MW时凝结水泵(工频)电流29A,根据上述表格改变频后节电率按15%考虑,改变频后全年可节省电量为:29×6×1.732×0.85×8000×0.15=30.7(万KWh)上网电价按0.4元/KWh,每年可节约经济效益为:30.7×0.4 =12.3(万元)经过咨询了解,1台1000KW变频器价格大概为85万元,印尼项目热电厂凝结水泵功率按400KW,变频器价格大约34万元,变频器改造后设备回收成本为:34/12.3 =2.8(年)通过以上数据计算,印尼项目150MW机组凝结水泵改为变频后,大约2.8年就可回收成本。
300MW发电机组凝结水泵变频改造及节能效益分析发表时间:2009-12-18T09:47:47.640Z 来源:《赤子》2009年第18期供稿作者:蒋丹刘宁(大连东电电力设计有限责任公司,辽宁大连[导读] 针对火力发电厂300MW发电机组凝结水泵的变频改造及其节能效益进行了分析。
摘要:针对火力发电厂300MW发电机组凝结水泵的变频改造及其节能效益进行了分析。
在保证凝结水系统可靠运行的基础上,采用“一拖二”的方式对凝结水泵进行变频改造,对于长期在75%负荷率下运行的300MW调峰机组,凝结水泵变频改造后节电率达55%左右,节能效果显著。
关键词:300MW发电机组;凝结水泵;变频改造;节能效益目前300MW机组逐渐由带基本负荷转向带调峰负荷,根据资料统计显示,300MW调峰机组的负荷率一般在50%~75%左右,由于机组负荷性质的变化,导致许多设备都存在着严重的能源浪费现象,如凝结水泵、循环水泵、风机等,急需进行节能改造,以符合我国现有的节能减排政策。
以下就300MW亚临界凝汽式发电机组凝结水泵的节能改造做进一步分析。
1 概述根据我国现行的有关设计规程规定,某电厂300MW亚临界凝汽式发电机组凝结水泵设计选型如下:2台9LDTNA-4型凝结水泵,额定流量870m3/h,扬程270m,泵效率82%,轴功率790kW,转速1480r/min;配套电动机型号YLS560-4,电压6kV,功率1000kW,转速1486r/min,效率95.3%。
结合汽轮机厂资料,凝结水泵工频\调速运行时各典型工况下的主要参数见表1:对比表1和表2可见,当凝结水泵工频运行时,随着机组负荷地降低,系统凝结水量减少,阻力降低,除氧器工作压力降低,扬程反而有所增加,所以调节阀的节流损失不断增加,造成电能的浪费;当凝结水泵采用调速运行方式,随着凝结水量地减少,降低凝结水泵的转速,水泵的扬程也相应降低,除氧器的水位调节完全可以由凝结水泵的转速调节来替代调节阀的节流调节,由于没有调节阀的节流损失,电动机的轴功率比工频运行时低很多,节能效果显著。
凝结泵变频改造节能效果探讨随着我国社会环境污染越来越严重,国家对环境污染給予了足够的重视,必须加强对环境的保护,尤其是提倡企业实施节能减排,不断降低资源的浪费和污染气体的排放,从而在提高企业经济效益的同时,也能确保环境不受到污染、破坏。
节能减排是我国构建资源节约型社会重要的举措,国家提倡各行各业进行节能减排,通过节能减排来降低资源消耗,减少环境污染。
下面我们就通过某电力企业的改造凝结泵变频后的节能效果进行详细的分析,希望能够提高相关技术人员的重视,不断加强对凝结泵变频技术的创新和改革。
一、凝结泵变频改造分析1.1凝结泵变频改造的必要性根据我国目前的相关标准规定,4%-5.5%是目前我国给水泵规定的最大流量裕度,9.5%-15.5%为给水泵扬程规定的裕度范围,但是在实际工程中人们适当的放宽了裕度范围,为7%-16%。
而某电力企业的凝结泵的流量裕度为17.1%、电机裕度为16.5%、扬程裕度为100.5%,由此可以看出该电力企业具有较低的凝结泵效率,下面我们就对该企业低效率的主要原因进行详细的分析。
(1)该企业在选择扬程裕度时没有严格按照国家相关标准进行选择,从而导致扬程裕度远远高于国家标准,使得凝结泵在实际运转过程中出口节流调节面临着较大的损失。
规定,导致运行时出口节流调节损失太大。
(2)该企业的凝结泵在实际运转过程中经常会出现大马拉小马的不正常现象,同时该机组的负荷率平均每小时为59%,从而导致凝结泵的设定值远远大于电机的实际效率。
1.2凝结泵变频改造的可行性就目前来说,凝结泵变频在实际运转过程中具有以下几个方面主要特征:(1)使凝结泵电机在实际工作过程中的工作电压得到了有效降低,逐渐完善了工作环境,从而在最大程度上增加了电机的使用寿命,降低了企业投资成本。
(2)凝结泵的转速会随着负荷的逐渐降低而减缓,从而使凝结泵的比转速也逐渐降低,最终使凝结泵的抗汽蚀性能得到有效提高。
(3)凝结泵使用频率较低的电机电源,从而也使得电机交流受阻概率逐渐降低,进而降低了电机的铜损现象,最终有效提高了凝结泵的实际工作效率。
600MW汽轮发电机组凝结水泵变频节能改造数据化分析摘要最近几年,伴随着社会经济的不断发展,电力行业进程逐渐加快,现有的机组装机容量得到了一定的延伸,发电机负荷率有了明显下降,这一现象的出现严重影响了大型发电机组的正常运行。
从当前情况来看,使用的满负荷大型辅机工况调节方式以及现有的调峰运行方式不一致,产生效果不高,不仅不利于异步电动机工作效率的提高,与此同时,还出现了能源浪费情况。
所以,要借助新型的技术加大对高压大功率变频调速系统的应用力度,在此基础上来提升汽轮发电机组的安全性,保证其稳定运行。
在本文中,重点论述了600MW汽轮发电机组凝结水泵变频节能改造情况。
关键词600MW;汽轮发电机组;凝结水泵变频;节能改造前言在本文中,主要是通过凝泵的传统调节方式和变频调节方式来分析运行功耗实际的节能效果。
以600MW汽轮发电机组举例说明,然后改造凝结水泵变频节能,经过改造之后的水泵产生了良好的效果,不仅节省了能源,与此同时,还实现了电网企业经济效益的提高。
1 变频调速节能原理在实施负载工作的时候,一般使用H1表示压力,Q1表示流量,使用N1自主调整负载的运行速度,使用Q2调节阀门流量,把它当成负载的实际工作点,把H3作为压力上升点。
从具体工作中来分析,对于负债功率在A点中的应用,可以使用公式表示出来,其中公式是=H1.Q1,负债功率在点用公式中表达为PB=H3.Q32,现阶段,虽然Q2小于Q1,H3大于H1,然而,具体减少的功率总数量是有限的。
在不使用阀门进行合理调整的基础上,能够看出管道阻力自身并不会出现较为明显的改变,针对这一现象,可以在调整负载速度的基础上来降低流程,把负载速度控制在N2,压力H2,流量Q2,负载工作点是C[1]。
从上述分析可以看出,负载的轴功率得到了明显的下降,对于轴功率而言,可以使用公式将其表示出来:2 凝结水泵变频节能改造方案的制定在实施节能改造工作的时候,一般是借助变频器调速节能原理,在这其中,对于电动机的转速主要是使用公式表示出来,如下所示:从上述公式可以看出,转速和频率之间呈现正向比例的关系,频率对于转速有着直接的影响。
火电厂中凝结水泵变频技术的节能应用分析摘要:在火力发电厂中,在凝结水泵的日常运行中,利用变频技术来动态地调节水泵的运行功率,在保持凝结水泵高品质运行的前提下,还要保证系统的节能运行。
在变频技术的实际运用过程中,可能会出现凝结水泵选型与容量配置预留过大,以及除氧器水位调节阀设计不合理、逻辑控制效果不佳等问题,这些都会对变频器应用的节能效果产生影响。
所以,应该对凝结水泵展开深入的分析,对设备选型、容量配置进行优化,并对技术参数进行重新调整,从而获得变频技术应用节能的最佳效果。
关键词:火电厂;凝结水泵变频技术;变频技术;变频节能1火电厂中凝结水泵变频技术应用设计1.1 变频设计标准变频调速系统的设计准则是:①采用2x50%的功率配置,“一拖一”的方式,工频旁路开关;②2×100%的容量配置,采用“一拖二”的方式,在没有工频旁路的情况下,可以采用“一拖一”的方式,也可以采用没有工频旁路的方式;③3×50%的功率配置,“一拖一”、“一拖二”两种方式的频率转换,有工频旁路方式的情况下,无工频旁路方式的情况下,采用“一拖一”方式。
1.2 凝结水泵配置1.2..1 凝结水泵选型配置针对冷凝水泵的选择偏大的问题,提出了对冷凝水泵的设计扬程和能力进行合理的控制,以减小冷凝水泵的设计预留。
通过对低压加热设备和精化设备的最大工作状态下的工作阻力进行了准确的计算,并根据凝结泵和热电厂的工作状态对其进行了调节。
在进行介质流阻计算时,根据火电机组最大运行负荷,在调节阀完全打开的污水流量的基础上,增加5%的设计预留,在计算凝结水泵出口能力时,在最大凝结水量的基础上,再增加5%的设计预留。
1.2.2 凝结水泵容量配置变频器是变频技术的核心,它可以通过自动调节凝结水泵供电频率,有效地控制电机运转速率,从而达到降低功耗、节约电能的目的,同时还具有良好的负荷适应性。
以某电厂600MW机组为例,介绍了一种采用变频调速技术的凝结泵的设计方法。
凝结水泵的变频节能改造摘要针对凝结水泵耗电量大的问题,分析了凝结水泵耗电量产生的原因,阐述了降低凝结水泵耗电量的方法,提出了降低凝结水泵耗电量的措施,该措施实施后凝结水泵的耗电量明显降低。
关键词凝结水泵;耗电量;经济性在火力发电厂中,凝结水泵是耗电量较大的辅助设备之一。
由于负荷的峰、谷差变大,所以机组低负荷运行不可避免,这时机组效率变低,能源浪费较为严重。
节能改造便成为火电厂经济工作的重点。
某电厂2 台300MW 供热机组 2007 年建成投产,自 2007 年开始、由于设计上存在缺陷,机组在低负荷运行时,凝结水系统压力高、节流损失大、凝结水泵电耗高、凝结水再循环阀门振动大,对机组的安全和经济造成很大影响。
于 2009 年大修将凝结水泵电动机进行了变频改造,最大限度地减少节流损失,降低能耗,提高经济效益,保证凝结水系统的安全运行。
1?凝结水系统的组成及工作过程某电厂 2 台机均为 300MW 机组(燃烟煤)设计,每台机各有 3 台凝结水泵(每台凝结水泵带 50%负荷),型号为 7LDTNB—7PJ 立式多级凝结水泵、流量是400t/h、扬程是 275m,配用额定功率 YKL400—4 型电动机,并且均为定速泵。
凝结水是发电厂汽轮机内做完功的蒸汽在凝汽器冷却凝结之后,集中在热水井中,这时凝结水泵的作用是把凝结水及时地送往除氧器中,维持凝结水泵连续、稳定运行,是保持电厂安全、经济生产的重要条件。
监视、调整除氧器内的水位是凝结水泵运行中的一项主要工作。
在正常运行状态下,除氧器内的水位不能过高或过低。
当机组负荷升高时,凝结水量增加,除氧器内的水位相应上升;当机组负荷降低时,除氧器内水位相应降低。
2变频器的节能原理及优点2.1 根据电机学原理可知:功率与转速的 3 次方成正比,利用这一变频调速节能原理,降低转速可以大幅降低功率。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,变频调速装置通过改变频率来改变电动机转速,从而改变凝结水泵的出力,可使电动机处于最佳运行状态,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
发电厂凝结水泵的性能试验分析与节能改造
(山东石横发电厂,山东肥城271621)
陶务新,张志勇,吴恒绍,柳兴国
中图分类号
:TK264.1
+
2 文献标识码:B 文章编号:1004-7948(2003)08-0037-01
1
设备概况与节能潜力分析
石横发电厂3、4号机组各配置2台沈阳水泵厂制造的凝结水泵,型号为9LDTN-7,为立式筒袋结构,级数:7级。1台运行,1台备用。3号机组A凝结水泵经过长期运行发现,在满负荷运行时,除氧器水位调节站副调阀开度为60%左右,主调阀还未参加调节,在高压力下,通过做试验,在其水位调节站后加装一压力表,此处节流现象较为严重,这样导致电机耗功过大,厂用电上升,且在其水位调节站后,凝结水压力达到114MPa就能满足运行,可以看出通过设备治理能较大幅度地节能降耗。2节能改造技术方案该凝结水泵首级叶轮的设计扬程为46m,后六级叶轮的扬程每一级均为38m,由于该系统不需要这么高的压力,通过与沈阳水泵厂联系,在不改变凝结水泵的流量情况下去掉末一级叶轮,能够保证扬程下降
到230m左右,使其出口压力下降,其轴功率下降,从
而实现节能降耗。于是决定对凝泵进行节能改造。
9LDTN-7
型凝结水泵的结构特点是各级叶轮分别
固定在泵轴上面,去掉末级叶轮,不影响其它各级叶
轮的相对位置,仅仅是把末级叶轮及因定末级叶轮的
定位键去除,为了减小节流损失,把末级叶轮的导流
壳同样去除,在此处安装了两边带法兰的短节。详细
的技术措施与安全措施制定后,于2002年10月在
3
号机组大修中对A泵进行了节能改造。
3A
泵改造前、后的性能试验数据及分析
A泵改造前、后的性能试验数据见表1,
性能曲
线见图1~图3。
表1
A
泵改造前、后的性能试验数据
项目名称单位改造前改造后
机组工况
160MW210MW260MW5VWO6VWO150MW180MW210MW240MW5VWO6VWO
凝汽器压力
kPa7.297.267.287.667.854.985.145.555.467.398.38
A泵出口压力MPa3.353.203.092.932.892.972.882.822.742.622.54
凝结水温度℃
39.539.539.539.839.530.631.432.632.438.140.4
扬程
m342.0326.8314.9299.3294.7302.1293.6287.0278.5266.7259.4
流量
t/h427.7539.6673.2797.7831.1399.4474.2539.5626.0741.2808.4
有效功率
kW398.5480.6577.7650.6667.4328.8379.3421.9475.1538.6571.4
电机效率
%94.094.094.094.094.094.094.094.094.094.094.0
电机功率
kW749.3805.0886.9931.9953.1644.2675.8706.2744.6794.4816.7
电机电流
A87.895.0100.4102.672.974.078.583.588.388.6
轴功率
kW704.3756.7833.7876.0895.9605.6635.5663.8699.9746.8767.7
泵效率
%56.5863.5169.2974.2774.5054.3059.7163.5567.8872.1374.43
图1 流量-扬程曲线图图2 流量-功率曲线图
—73—
2003年第8
期 节 能
(总第253期)
ENERGYCONSERVATION
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分户热计量工程实施中应注意的几个问题
顾洁
1,周浩2
(1.包头钢铁学院,内蒙古包头014010;2.包头市供热公司)
摘要:结合市场调查和工程实践,针对本地区分户热计量的实施工作,提出了一些看法。
关键词:热计量;工程;节能
中图分类号
:TU832.1
+
1 文献标识码:B 文章编号:1004-7948(2003)08-0038-02
1
引言
利用最少的能源和资源消耗,对环境产生最小
的破坏,创造最有利于人体舒适、健康及满足需求的
室内环境,是建筑业走可持续发展道路的发展方向。集中供暖住宅建筑实行分户热计量,既是供热体制改革的需要,又是建筑节能深化的需要。由于我国建筑物的保温隔热和气密性较差,供暖系统热效率低,单位住宅建筑面积供暖能耗为气候条件相近的发达国家的3倍。在分户热计量的基础上实行热计费,使用户的经济利益与能耗产生直接关系,从而使建筑节能不仅成为政府行为,而且成为市场行为,更有利于进一步加速建筑节能的发展。建设部颁布的《建筑节能‘九五’计划和2010年规划》中为分户热计量的实施制定了时间表。目前,集中供暖住宅建筑实行分户热计量,在全国已从试点进入具体实施阶段,相应的设计施工方面的规范、标准、规定和规程已陆续颁布和执行。由于分户热计量的根本目的是通过热计费达到节能的目的,而在工程试点中还未实行相配套的热计费方案,因此,要达到真正意义上的节能要求,在具体实施过程中还有许多工作要做。2分户热计量实施中应注意的问题2.1分户热计量不能以控制用户为目的供热收费难的问题是计划经济向市场经济转变
过程中遇到的一个比较突出的问题。在进行整幢建
筑总体热计量的基础上,分户热计量可为用户供暖费
用的合理分配提供依据。关于分户热计量,目前较为
普遍的方法是:新建住宅供暖系统采用分户独立系
统,每户安装热量表;原有住宅供暖系统多采用垂直
式系统,改造时在每组散热器上安装热量分配表。
供暖费的收取不能等同于水、电、燃气费用的收
取,无论是采用热量表还是热分配表,所测得的数值
都不能作为供暖费用结算的直接依据。强调入户阀
门的锁闭功能,采用具有预收费和锁闭功能的IC卡
分户热量表,都是将实行分户热计量以控制用户为
主要出发点,侧重解决收费难的问题。而不及时缴
费的用户停止供暖后,由于户间传热增大,会影响正
常缴费用户的实际用热情况,引起缴费纠纷。
按照包头地区供暖条件分析和计算:维持室温
5℃时,其供暖量为维持室温18℃时供暖量的65%;
图3 流量-效率曲线图
从试验数据和曲线可知:A泵改造后在相同流
量下,扬程降低约40m,轴功率降低100kW左右,泵
效率基本没有变化。机组在5VWO和6VWO工况
下,A泵的出力完全可以满足机组的运行要求,而轴
功率和电机功率大大降低。
4
改造后的效果
(1)经济效益
改造后5VWO工况,A泵电机电流下降121
1A,
电机功率降低13715kW,按年实际运行7000h计算
,
年节厂用电96万kWh,按成本电价0125元
/kWh
计,折合人民币24万元,节能效果显著。
(2)
其它效益
拆除的末级叶轮及导流壳可以作为备品备件
,
同时去除末级叶轮及导流壳后,节约了材料,减少了
维护费用,降低了备品的库存量;由于改造地方较
小,仅仅把导流壳更换成一短节,更换备品投资不到
2万元,投资小,见效快,
人工费用降低。
作者简介:陶务新(1968-),工程师,从事电厂锅炉和汽轮机
的热力试验和技术管理工作。
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节 能 2003年第8期
ENERGYCONSERVATION
(总第253期)
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