300mW机组凝结水泵的变频改造

赵家雨，温春艳，李全明，范世祥

包头第三热电厂运行部，内蒙古 包头 014060

1 凝结水系统概况

内蒙古北方联合电力有限公司包头第三热电厂属于热点联产企业。安装有2台300mW机组。每台机组配有3台型50%容量的凝结水泵号，2台运行1台备用。凝结水系统图如图1所示。

图1 凝结水系统图

2 改造原因

1）机组在300mW时，凝结水压力也不低于2.7MPa，除氧器上水调门开度在70%左右。低负荷时，除氧器上水调门开度更小，造成凝结水管道压力更高，只有通过凝结水再循环门调节压力。这就造成了上水调门大量节流，凝结泵的能耗一直在额定水平，大量凝结水通过再循环又回到凝汽器，经济性低；

2）凝结水为中压系统，低负荷时凝结水压力过高，造成启停时管道振动过大。除氧器上水调门开度过小，凝结水再循环调整门调整流浪过大，造成振动，已经造成凝结水再循环调整门多次损坏。夏季运行时，凝结泵电机绕组线圈温度一直在95℃～105℃之间，危害机组安全运行；

3）电厂机组为调峰机组，一般负荷率为60%～80%之间，凝结水泵基本上一直处于非经济区运行，为此对机组凝结泵进行变频改造。

3 改造方法

3.1 变频电气一次接线图

改造A、B凝结泵共用一台变频器， QS3、QS5、QS2在合闸位置，QS1、QS4、QS6分闸位置时，A凝结泵为变频运行，C凝结泵为工频备用泵。反之为C凝结泵变频运行，B凝结泵工频备用。两台凝结泵共用一个变频器电气一次接线图2所示。

3.2 连锁投运方法

为保证除氧器水位正常，机组安全运行，凝结泵连锁为（A泵变频、C工频备用、B投连锁备用）：当运行的A凝结泵跳闸，投连锁的B凝结水泵备用连起。检查变频器，如变频器正常，停变频器，把变频器开关QS1、QS2、QS3、QS5拉到分闸位置，QS4、QS5合闸位置，QS3、QS5，启动C凝结水泵，停B凝结水泵，投连锁备用。当机组1台变频泵、1台工频泵运行时，跳任1台运行泵，连起备用泵。

图2 变频器电气一次图

3.3 避免振动过大

由于设计、安装和设备等原因。变频器在运行到某段频率时可能会产生电机震动过大，影响安全运行。为避免发生振动过大造成的事故，应在变频装置控制系统内设置闭锁掉这段频率。表1为变频泵试运时测得的运行数据。表1数据显示，凝结泵在40Hz到43Hz时震动明显过大，超过或接近允许最大值，所以将改区域闭锁优化。

表1 改造后振动测试结果

3.4 报警设置

由于凝结泵连锁投入取点为凝结泵高压开关，运行变频器故障跳闸（凝结泵高压开关QF1、QF2不断开），备用连锁泵不连起。为增加机组安全、运行稳定性，特别加入“变频器故障跳闸”光字报警，以保证运行工人及时发现并处理事故。

3.5 运行措施

低负荷单台变频泵运行时，为保证低旁减温水不闭锁，保证凝结水压力不低于1.2MPa，上水调门控制在70%以上开度，利用变频器调整凝结泵出力。负荷大于220mW时，1台变频、1台工频运行，除氧器上水调门全开，保证压力不低于1.3MPa，利用变频器调整凝结泵出力。

4 改造后效果分析

1）变频泵电动机启动电流为零，只有随着变频器频率的增加才平滑增加，而工频启动时，启动电流为额定电流的3～5倍。变频启动消除了过大电流对电动机、6kV母线的冲击；

2）机组满负荷时，当采用变频运行时，50Hz满载时，功率因数接近1，工作电流比额定电流要低3A～5A，这使得变频泵额定频率时比工频泵节电10%左右。变频运行时功率因数比工频时要大，启动时谐波也较低，避免了继电保护的误动作；

3）根据凝结泵改造前后运行数据记录，凝结水泵改造前后的电流情况如表2所示。

表2 改造前后电耗比较

由结果可以算出节电效果：由表2可以计算出电流平均节电率为 32.4% 左右。每日节电P1=（500×2×0.91×0.324）×24=294.84×24=7076.16kW·h。以上网电价0.25元/kW·h计算，每月节省42456元人民币。按年平均工作6000小时计算，节约177万kW·h，创造经济价值442500元人民币；

4）启动时压力平稳，运行时凝结水管道压力较低，流量减小，凝结水再循环门可以在全关位置，减小了振动引起的阀门损坏，同时减少了凝结水泵水锤效应；

5）改造后凝结水泵电流降低，转速降低，使电机振动减小，同时电机绕组线圈温度降低，夏天最高为75℃左右。增加了电机的使用寿命。

5 结论

凝结泵变频改造减少了凝结水管道振动，降低了夏季凝结水泵电机绕组线圈温度。除氧器上水调门开度在70%以上，上水压力维持在较低水平，大量较少了节流损失。变频维持在较低位置，使凝结泵电流明显降低，取得了较好的节电效果。运行人员应加强变频室巡检力度，保证变频室温度在合适温度，根据负荷及时调整变频器出力，以保证机组安全、经济运行。

[1]汽轮机本体检修.中国电力出版社.

[2]汽轮机设备检修技术问答.中国电力出版社.

[3]东方汽轮机厂原厂附带图纸及说明书.

[4]热力发电厂.中国电力出版社.