变频调速技术在电厂循环水系统中的应用

行业交流99变频调速技术在电厂循环水系统中的应用唐真真(山东石横特钢集团有限公司装备部,泰安271612)摘要:针对电厂循环水泵存在的低效、高能耗状况,研究将循环水泵由原来的工频运行方式改为变频控.制,提高系统负载运行效率,延长备件使用寿命,最终达到最佳的节能效果。关键词:变频控制循环水 节能寿命引言造，将6台循环水泵中的4台水泵由原来的工频运行方我国是能耗大国,能源利用率较低,而能源储备相对式改为变频器控制,这样不仅可以达到调节循环水量、水不足。多年来国家大力提倡节约能源、保护环境,并重点.压、节省电能的目的而且通过此方法还可以解决循环水.支持发展变频调速技术。目前高压变频器已经成为许多泵气蚀的问题，,提高了控制精度,延长循环水泵叶轮的使新建项目的标准配置。如很多新上火力发电机组已把凝结水泵采用变频调速作为辅机招标的标准项目，变频调2关键技术及工艺速技术应用广泛,高压变频器市场前景广阔。通过对目前运行情况分析，调节泵出口阀门开度到变频调速技术应用在钢铁行业的节能效果显著,例如20% ~ 30%之间,调整泵出口压力为0.32MPa时,才能将泵邢台钢铁有限责任公司动力厂两台75t燃气锅炉，其配套的振动控制在4.5mn/s以下。冬季3台循环水泵运行总管压高压引风机电机为400kW ,为保证正常运作,需通过调节力0.20MPa,夏季四台循环水泵运行总管压力为0.25MPa。电进口风门控制，进口风门实际开度在36% ~ 40%，且动作机改为变频调节后，调整运行频率，使循环泵出口压力为频繁,所以风门浪费掉了很大一部分功率。引人两台高压0.2MPa即能减少用电量同时解决了水泵气蚀问题。变频器后，节电率分别高达57.3%和61%，每年可节电在循环水泵变频器室安装4台合康THIVERT型号:364万千瓦时,如果按0.5元/千瓦时计算,企业一年节省YKK500- 6500KW 10KV 960r/min高压变频器。给10KV I电费高达182万元,如此算来不到一年时间企业便可收回段1#、2#循环水泵、10KVI段4#.5#循环水泵上增加高设备成本。压变频器。为了充分保证系统的可靠性,考虑到变频调速1现状概述系统退出运行后不影响生产,确保循环水系统正常运行，山东石横特钢集团有限公司发电车间原设计为6台结合实际运行状况.设计为变频器加装工频旁路装置,当循环水泵为两台机组供水,主要是向汽轮机凝汽器、冷油变频器因故障时,变频器退出运行，可将电机直接手动切器、空冷器提供冷却水运行方式为开二备- -。循环水泵是换到电源工频情况下运行,恢复到原有工频运行方式。电厂高耗能设备,目前循环水泵为工频运行,电机直接启3主要设备参数动,调节水量是依靠调整泵出口阀门开度在20%~ 30%之(1)循环水泵参数:型号:KQSN700-N20/585; 流量:间来实现,导致负载运行效率较低,大量电能浪费。2000-3750- -4500m/h;扬程:36- -32- -29m ;必须气蚀余量:7m.另外循环水泵在调试过程中普遍存在气蚀的情况,气(2)循环水泵电机主要技术参数:型号:YKK5004 -6;蚀现象明显,气蚀声音、泵体振动较大。通过提高水池水功率:500kW;电压:10kV;转速:988r/min;功率因数:0.83;额位，调整循环泵出口压力在设计工况0.32MPa运行时,才定电流:37.1A。能保证泵的振动在4.5mm/s以内,满足两台汽轮机组用水.4改造前后对比分析以及经济指标性能变化需要。如果全开泵出口阀门,泵振动值达到11mm/s,气蚀(1)改造后全开泵出口阀门，通过变频调整电机转现象更加明显。前期经过和水泵供货厂家多次沟通,针对速,达到满足循环水流量、压力的要求,解决了水泵气蚀出现的问题,设备供货厂家免费提供- -台低扬程、气蚀稍的情况，延长叶轮的使用寿命,降低设备维修成本,节能低的叶轮。2014年1月开始使用后，电机运行电流降低降耗，为公司创造更大的经济效益。2A,虽然气蚀声音有所减小,但是仍要依靠调整泵出口阀(2)改造前,循环水泵工频运行,电机电流为33A;改门开度在20%~30%之间，才能将泵振动控制在4.5mm/s造后,全开泵出口阀门,预计电机的电流为23A就可以满以下。更换下来的叶轮在运行不足5个月的情况下，检查足需要。根部有明显气蚀连续坑点,按此情况连续运行,叶轮使用5效益核算寿命不会超过12个月。5.1经济效益中国煤化工综上所述，发电车间计划对循环水泵运行方式进行改(1)直接绍YHCNM HG下转第102页)102现代制造技术与装备2014第4期总第221期原来学很多知识又不会解决实际问题的情况，学生做中(24).学、学中做学做合一,综合素质得到全面提升。下一步的工作是进--步加强教学情境的设计和教学组织的优化,Reform and Practice of NC Machine Installation and以进一-步提高教学效果。Commissioning Curriculum Based on Project -TeachingSONG Ga(Shandong Vocational College, Jinan, 250104)参考文献Abstract : NC machine installation and commissioning is a course[1] 徐文涛.数控维修课程有效教学研究[J]. 现代企业教育,of strong practicality and professionalization, mainly support curriculum2011(5).of training electrical and mechanical equipment insallation,[2] 汤彩萍数控系统安装与调试[M].北京:电子工业出版社，onmnisoning and maintenance of occupation abilty. This course is2009.going along with the project curriculum reform, based on the typical[3] 张涛，王秋红.论“案例教学法”在《数控机床故障诊断与维tasks of NC machine installation and commissioning， which improves修》课程中的应用[J].科技信息,2008(29).the teaching efect[4] 李学光,张树仁.“数控机床故障诊断技术”课程建设意义及Key words :NC machine, itsallation， commissioning， project,授课方法的探讨[J].长春理工大学学报(社会科学版),2011curriculum reform(上接第99页)台泵小时用电量为:PI=V3U.I.特别是在当今面临能源危机的条件下，节能降耗不仅有COSφ=1.732x 10x 33 x0.83=474.4kWh。在满足单台循环近期的直接经济效益,更有长远的社会效益。泵流量3750m2/h,压力不低于0.20MPa条件下,使用变频6结语器调节后,水泵功率为:P2=1.1 x(QxH)/(367x η)=1.变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品. 1 x(3750 x 20)/(367 x0.7)=321.1kW。 较工频运行,每台.质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调泵每小时节约用电量为: OP=P1-P2=474.4 -321.1≈速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和153.3kW.节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外4台循环水泵每年节约用电量而为公司创造的经济公认为最有发展前途的调速方式。随着变频调速技术的效益为368万元:153.3kW x24hx365天x98%x4台x不断发展,变频调速技术在电厂循环水系统中的应用将具0.7元/kWh =368万元。有更为广阔的前景。计算依据:水泵流量按照设计流量3750m/h,扬程按照实际使用20m,泵效率0.7% ,367是固定常数,夏季作业率:98%计算,电价按照0.7元kWh计算。(2)降低维修费用:从目前叶轮使用情况看,叶轮寿[1]王廷才,屈保中,黄长喜.变频调速系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2012.命估计在12个月，运行第三年开始就准备更换叶轮,平[2]李良仁变频调速技术与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.均每年可减少更换泵叶轮费用16万元。[3]徐甫荣.高压变频调速技术应用实践[M].北京:中国电力出版效益合计:368 + 16=384万元社2007.(3)间接效益:减少维修人员、操作人员的工作量;降[4]何忠变频调速装置在电厂中的应用[J].福建能源开发与节约,2002,(1):32-34.低由于泵叶轮气蚀,循环水带气,造成的汽轮机凝汽器、[5] 熊涛.火力发电厂循环水泵变频调节性能分析[M].北京:中冷油器等换热设备受热不均的隐患，保证发汽轮机组安.国电力出版社,2005.全、经济、稳定运行。5.2社会效益Application of Frequency Control Technology in电能源是我国主要的工业能源,采用变频调速技术是Water System of Thermal Power Plant Cycle提高用电设备运行效率的重要途径，为实现社会节能减TANG Zhenzhen排目标提供了关键性的技术支撑。(Shandong , Shiheng Special Steel Group Co.，, LId. EquipmentDepartment, Tai'an 271612)随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发Abstract: In view of the existing power plant circulaing water展,电气传动技术正经历着比较大的革新。应用于工业生pump fficiencey, high energy consumption of circulating water pump,产领域的高压感应异步电动机，已经可以进行直接的电子控制，即由原来的改变其它机械环节的控制方法到直variable- frequency control system load, to improve operation fficiency,接改变供给的交流电源的频率和幅值的变压变频控制方prolong service life of spare parts, and achieve the best energy savingeffect.法，进行速度调节和位移控制,从而可以提高生产工艺，Key words中国煤化工ulating water pump,降低能源消耗。应用交流变频调速技术，节能效益显著。energy saving,:YHCNM HG