260噸鍋爐給水泵變頻改造應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益分析

馮宏圖

【摘 要】結(jié)合當(dāng)今環(huán)保形勢(shì)及鋼廠實(shí)際能源利用情況，介紹了邯鋼260噸燃?xì)忮仩t給水泵變頻改造后實(shí)際運(yùn)行情況，并對(duì)變頻改造前后運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對(duì)比分析。其投運(yùn)結(jié)果表明，該改造方案設(shè)計(jì)合理、效益可觀，具有很大的推廣前景。

【Abstract】Combined with the current situation of environmental protection and actual energy utilization in steel mills， the paper introduces the actual operation of feed pump of 260t gas-fired boiler in Hansteel Company， and makes a comparative analysis of the economic benefits of the operation before and after the frequency conversion transformation. The results of its operation show that the scheme is reasonable in design and considerable in benefit， and has a great prospect of popularization.

【關(guān)鍵詞】變頻;效益;給水泵;鋼廠

【Keywords】frequency conversion; benefit; feed pump; steel plant

【中圖分類號(hào)】TM921 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）02-0170-02

1 引言

節(jié)能改造是當(dāng)今企業(yè)降低成本、提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的主要途徑，高壓變頻技術(shù)的飛速發(fā)展為鋼廠鍋爐給水泵節(jié)能改造提供了技術(shù)支撐?，F(xiàn)260噸鍋爐擁有兩臺(tái)給水泵，用一備一，通過(guò)母管向鍋爐供水。每臺(tái)泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為2000kW，其流量及壓力通過(guò)調(diào)節(jié)閥和再循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，有利于集控運(yùn)行，缺點(diǎn)是損耗較大，特別是在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候。為解決這一問(wèn)題，經(jīng)論證分析后對(duì)其中一臺(tái)給水泵進(jìn)行了變頻改造。

2 運(yùn)行方式介紹

根據(jù)鋼廠供暖季與非供暖季限產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行情況，分別對(duì)采暖季與非采暖季時(shí)給水泵運(yùn)行情況進(jìn)行介紹。

2.1 采暖季運(yùn)行說(shuō)明

供暖季，鍋爐長(zhǎng)期處于低負(fù)荷運(yùn)行，鍋爐額定負(fù)荷為260t/h，實(shí)際負(fù)荷在100噸左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其額定負(fù)荷，致使給水泵長(zhǎng)期處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，為使給水泵出口壓力和負(fù)荷滿足用戶需求，降低給水流量。需要通過(guò)打開(kāi)給水泵再循環(huán)門，關(guān)小給水調(diào)節(jié)閥的方式，來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力。采取此調(diào)節(jié)方式帶來(lái)的問(wèn)題是，隨著閥門開(kāi)度的減小，水泵出口壓力上升，達(dá)到16～18Mpa以上，閥門兩側(cè)的壓差將增大，壓差接近10Mpa，對(duì)給水電動(dòng)閥和調(diào)節(jié)閥的沖刷十分嚴(yán)重，需兩年更換閥門，給水泵再循環(huán)需要常開(kāi)，對(duì)給水泵再循環(huán)沖刷嚴(yán)重;達(dá)到18Mpa以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原設(shè)計(jì)的水泵出口壓力15Mpa，高于鍋爐汽包壓力11Mpa（包括給水垂直落差及管路壓差）的要求，在此工況狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)鍋爐壓力最高只有7Mpa，不但造成能量浪費(fèi)，而且使得水泵的振動(dòng)和磨損加大，壽命縮短。

2.2 非采暖季節(jié)運(yùn)行說(shuō)明

非采暖季，由于環(huán)保壓力，高爐限產(chǎn)，煤氣用量緊張，鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化頻繁，長(zhǎng)期處于額定負(fù)荷以下運(yùn)行，由于給水泵出口壓力和流量不能自身調(diào)節(jié)，同樣需要通過(guò)打開(kāi)給水泵再循環(huán)門，關(guān)小給水調(diào)節(jié)閥的方式來(lái)調(diào)節(jié)。不但造成能源浪費(fèi)，而且給設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)生產(chǎn)隱患。

3 給水泵變頻改造

為優(yōu)化鍋爐給水控制結(jié)構(gòu)流程，特加裝高壓變頻調(diào)速裝置，通過(guò)調(diào)整輸出頻率實(shí)現(xiàn)給水泵流量調(diào)節(jié)。此方式不僅能降低設(shè)備啟動(dòng)電流實(shí)現(xiàn)變負(fù)荷平滑過(guò)渡，同時(shí)緩解高壓水流對(duì)出口調(diào)節(jié)閥的沖刷，還能獲得相應(yīng)節(jié)能效益。變頻器采用戶內(nèi)型，變頻器與電動(dòng)機(jī)采用“一拖一”配置+旁路切換保障方式。

變頻裝置與電動(dòng)機(jī)的連接方式如圖1所示，一拖一手動(dòng)系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)方案如下：

電源經(jīng)變頻裝置進(jìn)線開(kāi)關(guān)QS1到變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)出線開(kāi)關(guān)QS22送至電動(dòng)機(jī)。電源還可經(jīng)旁路開(kāi)關(guān)QS21直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。進(jìn)出線開(kāi)關(guān)和旁路開(kāi)關(guān)的作用是：一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可斷開(kāi)進(jìn)出線刀閘QS1和QS22，將變頻裝置隔離;手動(dòng)合旁路刀閘QS21，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。QS22與QS21機(jī)械聯(lián)鎖，不能同時(shí)合閘。QS1與QS21電氣聯(lián)鎖。若QS21處于合閘狀態(tài)，則不得操作QS1。QF為原泵高壓電源控制開(kāi)關(guān)，QS21與QS22同處斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，可輸出QF分閘信號(hào)。（正常停機(jī)操作狀態(tài)時(shí)，可輸出高開(kāi)分閘信號(hào)，將變頻器供電源切斷，以免誤操作;此功能為可選項(xiàng)）。

在給水泵變頻改造前，出口壓力連鎖設(shè)定值為12Mpa，變頻改造后，在運(yùn)行變頻給水泵時(shí)出口壓力變低，致使另一臺(tái)不能投入連鎖。為解決這一問(wèn)題，將壓力連鎖調(diào)整為8.0Mpa，并實(shí)現(xiàn)工頻和變頻運(yùn)行的兩種模式手動(dòng)切換。

4 變頻改造效益分析

4.1 供暖季效益分析

5 變頻改造的間接經(jīng)濟(jì)效益

除了直接的經(jīng)濟(jì)效益外，變頻改造還有一些間接的經(jīng)濟(jì)效益，包括減少了對(duì)給水調(diào)節(jié)閥的沖刷，降低了給水調(diào)節(jié)閥的前后壓差，減少了對(duì)閥門的更換周期;實(shí)現(xiàn)了給水泵的軟啟動(dòng)，減少了啟動(dòng)力矩突變對(duì)電機(jī)的電氣和機(jī)械損傷，減少了由于直接啟動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子籠條造成的沖擊;減少了對(duì)軸承的摩擦，維護(hù)工作量減少;控制平滑、穩(wěn)定、精度高。

6 結(jié)論

給水泵變頻改造投資小，效益明顯，且采用高壓變頻技術(shù)，運(yùn)行穩(wěn)定，避免了機(jī)械故障等的發(fā)生，是一種可取的改造方式。

【參考文獻(xiàn)】

【1】翟溪， 王耀龍. 給水泵變頻改造研究[J]. 數(shù)碼世界， 2017（1）：95-95.

【2】李徹. 給水泵變頻改造實(shí)踐[J]. 電力設(shè)備， 2006， 7（10）：81-83.