330 MW機(jī)組電動(dòng)給水泵液耦調(diào)速改變頻調(diào)速控制研究

盛 佳 張婉佩

（山西漳電同達(dá)熱電有限公司，山西大同037003）

0 引言

外部大環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)促使電廠內(nèi)部必須對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行革新，否則電廠面臨的前景就是被淘汰。隨著發(fā)電機(jī)組容量不斷提升，對(duì)輔機(jī)設(shè)施功率性能的要求逐漸提升，原有設(shè)備能耗高、調(diào)節(jié)性能差、響應(yīng)慢的狀況無(wú)疑束縛了發(fā)電機(jī)組安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

鑒于此，我們對(duì)于電廠熱工控制當(dāng)中耗能較大、執(zhí)行器響應(yīng)速度遲緩、協(xié)調(diào)非線性尤為嚴(yán)峻、設(shè)施故障率較高的電動(dòng)給水泵進(jìn)行了長(zhǎng)期的前期考察，對(duì)現(xiàn)有的幾種給水泵改造技術(shù)針對(duì)方案可行性、技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)可靠性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了多方調(diào)研及嚴(yán)格篩選，經(jīng)過討論研究，最終確定了現(xiàn)有的電泵改造方案。此次電泵改造顯著提升了電泵的調(diào)節(jié)功能，同時(shí)提高了其運(yùn)行安全性與可靠性，全面保障了發(fā)電機(jī)組安全生產(chǎn)。

1 項(xiàng)目改造內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

原運(yùn)行方式：山西漳電同達(dá)熱電有限公司2×330 MW亞臨界直接空冷、采暖抽汽供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組各配置3臺(tái)50%容量的電動(dòng)給水泵為鍋爐供水，給水泵原工作方式為兩用一備，液力耦合器控制，采用10 kV高壓電機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)給水泵及其前置泵。

液耦及機(jī)務(wù)改造方案：保留原有液耦不做任何改變，勺管開度維持在最大值附近，針對(duì)A、B泵各增加一臺(tái)變頻電機(jī)，C泵不作任何改變。使用時(shí)A泵和B泵變頻運(yùn)行，其中任意一臺(tái)變頻器故障狀態(tài)下聯(lián)啟另外備用液耦調(diào)速的C泵；增加一套外置油穩(wěn)壓系統(tǒng)，同時(shí)補(bǔ)充電動(dòng)給水泵組低速運(yùn)行時(shí)的工作油和潤(rùn)滑油壓。

創(chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）變頻改造后的邏輯設(shè)計(jì)。組態(tài)單獨(dú)的工頻、變頻給水主控邏輯，三沖量主控PID需設(shè)置不同的比例、積分、微分參數(shù)。A、B泵各增加一臺(tái)變頻電機(jī)，C泵不作任何改變。使用時(shí)A泵和B泵變頻運(yùn)行，其中任意一臺(tái)變頻器故障狀態(tài)下聯(lián)啟備用液耦調(diào)速的C泵。液耦內(nèi)部不做改動(dòng)，電動(dòng)給水泵組變頻運(yùn)行時(shí)勺管開度100%。增加一套外置穩(wěn)壓油控制系統(tǒng)，同時(shí)補(bǔ)充電動(dòng)給水泵組低速運(yùn)行時(shí)的工作油和潤(rùn)滑油壓。

（2）我廠在給水泵的變頻改造中保留了原有液耦的功能，同時(shí)也保留了前置泵原有的工況。優(yōu)點(diǎn)：減少設(shè)備投入，優(yōu)化配置，提高機(jī)組安全性，保證原有機(jī)組的完整性，在工頻和變頻兩種運(yùn)行方式中可方便快速切換，既減少了相關(guān)施工費(fèi)用投入，同時(shí)也增加了節(jié)能點(diǎn)，提高了整體節(jié)能率，且對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備有較好的保護(hù)作用。

（3）我廠高壓變頻采用水冷散熱方式。水冷散熱采用獨(dú)立的去離子處理裝置，不銹鋼管路，防止結(jié)垢；擁有完善的自動(dòng)化控制功能，智能實(shí)現(xiàn)冷卻水恒溫控制，帶有漏水、斷水保護(hù)報(bào)警，自動(dòng)補(bǔ)水功能；實(shí)現(xiàn)了柜體密閉，以防止灰塵進(jìn)入。

2 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

2017年10月8日—11月14日，山西漳電同達(dá)熱電有限公司2號(hào)機(jī)組兩臺(tái)給水泵變頻試運(yùn)行。試運(yùn)過程中，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求。

系統(tǒng)投運(yùn)后，減少了給水流量的波動(dòng)，達(dá)到了節(jié)能和安全效果。取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示，總節(jié)電量與負(fù)荷的關(guān)系如圖1所示。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖1 總節(jié)電量與負(fù)荷的關(guān)系

2017年10月10日—30日，平均負(fù)荷為243 MW，變頻運(yùn)行方式。通過插入查找法，節(jié)電率為34.83%，平均節(jié)電量為每小時(shí)3 081.83 kW·h，總節(jié)電量為1 479 278.4 kW·h。對(duì)比2017年負(fù)荷并預(yù)測(cè)2018年機(jī)組運(yùn)行小時(shí)情況，預(yù)算全年節(jié)電量約為2 500萬(wàn)kW·h，年節(jié)電費(fèi)約750萬(wàn)元。

3 總體性能指標(biāo)與其他單位或技術(shù)的比較

此次增加給水泵變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高了我廠給水泵調(diào)節(jié)品質(zhì)。系統(tǒng)投運(yùn)后，給水調(diào)節(jié)精度高，響應(yīng)速度快，安全可靠，可實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)（變頻與液耦），減少了鍋爐給水的波動(dòng)，達(dá)到了節(jié)能的效果。我公司給水泵變頻采用水冷冷卻方式，較其他廠強(qiáng)迫風(fēng)冷外循環(huán)或空調(diào)內(nèi)循環(huán)冷卻方式節(jié)能，冷卻效果明顯。

表2為幾種冷卻方式下的運(yùn)行成本分析。

表2 運(yùn)行成本分析

4 存在的問題及推廣應(yīng)用前景

改造工程需在機(jī)組停運(yùn)時(shí)施工，變頻室選址必須避開電氣線路溝道、機(jī)務(wù)管道（涉及基礎(chǔ)開挖），變頻調(diào)試時(shí)需機(jī)組啟動(dòng)，且做性能試驗(yàn)時(shí)需和中調(diào)聯(lián)系好。

按照國(guó)家“大力推動(dòng)以節(jié)能降耗為重點(diǎn)的設(shè)備更新和技術(shù)改造，加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工藝、設(shè)備和產(chǎn)品”的要求，應(yīng)著力發(fā)展電機(jī)調(diào)速節(jié)電和電力電子技術(shù)，提高電能利用率，推廣高壓大功率電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，因此，推廣高壓變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)具有重大的技術(shù)意義。