200MW机组电动给水泵变频改造

摘 要：给水泵做为生产过程的主要辅机，其耗电量是很大的，直接影响供电煤耗，影响发电成本，影响能源消耗。为落实国家和集团公司节能降耗的要求，降低电动给水泵的年耗电量，降低电动给水泵的年运行费用，降低供电煤耗，从而降低单位生产总值的能源消耗，对电动给水泵的调节方式进行优化，将电动给水泵组改造成变频调速型电动给水泵，进行电动给水泵变频节能升级改造是十分必要的。

关键词：机组；电动；给水泵；变频改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.272

1 概况

国电电力邯郸热电厂13号机组均为200MW汽轮发电机组。每台机组均配有两台100%容量的电动给水泵组，给水泵通过液力偶合器驱动和调速，正常运行方式是一运一备，两台泵定期轮换运行。给水泵年平均耗电量占发电量的2.31%，占发电厂用电率的30%。

2 给水泵变频节能升级改造方案

2.1 方案简介

液力偶会器驱动调速的电动给水泵是不能直接进行变频改造的。要想进行变频改造，首先必须解决液力偶会器的改造问题。通过多种方案的对比分析认为前置泵由给水泵电动机同轴驱动变速运行是安全可靠、经济合理的。故推荐前置泵由给水泵电动机同轴驱动，工频运行时定速运行，变频调速运行时，变速运行方案。

本工程采用变频一拖二方案，变频一拖二方案的电气一次接线如下图，虚线框内设备，为实现变频一拖二方案增加的设备。

2.2 方案详述

这一方案的运行方式是灵活的，每台泵都可以变频运行，每台泵都可以工频运行，正常运行方式为一台泵变频运行，另一台泵工频备用，变频运行泵故障跳闸时，连锁启动工频备用泵。如图1所示。

（1）QS1、QS2是单刀单掷隔离刀闸；QS3、QS4是单刀双掷隔离刀闸。

（2）QS1与QS2互锁，即QS1合闸后，QS2不能合闸，QS2合闸后，QS1不能合闸；QS3与QS4互锁，即QS3合至变频位置后，QS4不能合至变频位置，QS4合至变频位置后，QS3不能合至变频位置；QS1与QS3联锁，即QS1合闸后后，QS3才能合至变频位置；QS2与QS4联锁，即QS2合闸后后，QS4才能合至变频位置。

2.3 操作顺序

以#1给水泵电机为例：（1）电机变频运行操作过程：先确定QF1为断开状态后，将隔离刀闸QS1合上，再将隔离刀闸QS3投入到变频位置.变频器充电完成后自动合QF1，变频器带电机变频运行；（2）变频切换工频操作过程：先停止变频器，变频器自动断开QF1，再将隔离刀闸QS3投至工频位置，再断隔离刀闸QS1，然后合QF1，电机工频运行；（3）工频切换变频操作过程：先断QF1，再合隔离刀闸QS1，再将隔离刀闸QS3投至变频位置，变频器充电完成后自动合QF1，变频器带电机变频运行；（4）检修变频器时，断开QF1，QF2并摇出手车开关至实验位置，再把QS3，QS4置于工频位置，断开QS1，QS2。

2.4 两台泵间的变频切换

通过切换两台泵都可以变频运行，两台泵也都可以工频运行；可以在给水泵停止状态下切换，也可以在给水泵运行状态下切换，采用哪种切换方式由运行使用单位自行决定。

2.5 DCS调控方案

变频器通过硬接线方式，将隔离刀闸QS1、QS2、QS3、QS4、的常开辅助触点以及工、变频运行、变频就绪、运行频率、输出电流等信号送到DCS系统，可以在DCS操作画面上组态一次原理图，实时显示各隔离刀闸的状态以及变频器运行的状态，实时显示#1、#2泵的变频运行或工频运行状态。

1、2号给水泵启动控制逻辑，给水泵自动调节逻辑，多功能主油泵的起停、多功能液力偶合器工变频运行方式的切换、每台给水泵的工频启停、变频启停、变频调速泵运行与液力偶合器调速泵运行的给水自动控制与切换均由DCS组态实现。

2.6 变频器的选配

根据给水泵轴功率，给水泵电动机的参数，结合国电电力邯郸热电厂现场给水泵实际运行情况，鉴于给水泵运行是否可靠运行直接决定发电机机组运行安全，建议采用原装进口高压变频器。其主要技术参数如下表：

2.7 变频器的通风与散热

建议高压变频器采用水冷散热方式：（1）高压变频器水冷却技术已成熟运行于高压变频系统；（2）降温效果好，降低设备的运营成本，设备使用寿命长、故障率低、性能可靠；（3）适用于现场比较脏，灰尘比较大的环境；（4）通风、换气、防尘、降温集于一体。

3 节能评估

3.1 节能计算

国电电力邯郸热电厂13号机组2012年1至12月，液力偶合器调速电动给水泵耗电量平均占发电量的2.31%；年平均负荷率为74.3%，给水泵组变频节能升级改造后，节电率按20%计，年可节电568（2842×20%=568）万千瓦时，可降低发电厂用电率近零点五个百分点。年节电568万千瓦时，就等于增加上网电量568万千瓦时，可增加产值2444120元/年（上网电价为0.43元/千瓦时），可折合成标准煤1904吨/年（供电煤耗334.96克/千瓦时），降低供电煤耗1.7克/千瓦时。

3.2 投资回收期

投资回收期与运行小时数和负荷率有直接关系，按13号机组2012年，运行小时和负荷率计算，年节电568万千瓦时，年加产值2444120元/年，总投资按577万元计，两年半可以收回投资。