火力發(fā)電廠循環(huán)水泵變頻改造節(jié)能探究

趙昆

摘 要：為了實現(xiàn)火力發(fā)電廠可持續(xù)發(fā)展，分析循環(huán)水泵變頻改造有效方法，闡述循環(huán)水泵變頻改造方向，從機務(wù)、電氣、熱控、循泵轉(zhuǎn)速、循環(huán)水流量五個方面制定節(jié)能改造方案，最后總結(jié)改造成效，總結(jié)科學(xué)、可行的改造規(guī)劃，有效節(jié)省成本，降低能耗。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;循環(huán)水泵;變頻改造;節(jié)能

火力發(fā)電廠運行過程中需要用到大量循環(huán)水泵，增加耗電量，無法保證經(jīng)濟效益，特別是一些功率比較大的循環(huán)水泵，如果耗電量過大會增加火力發(fā)電廠的用電率與成本投入。所以，為了解決這一問題，需要針對循環(huán)水泵進行變頻改造，使其更具節(jié)能性，在連續(xù)運行的情況下也不會降低運行效率。所以，下面針對火電廠循環(huán)水泵的節(jié)能變頻改造展開分析。

1 循環(huán)水泵變頻改造方向

第一，引風(fēng)機變頻器建議轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，可以在循環(huán)水泵房周圍修建磚混結(jié)構(gòu)建筑，為引風(fēng)機變頻器運行提供場所;第二，變頻器控制柜與DCS柜之間需要敷設(shè)電纜，達到遠程啟動與停止控制的目的。此外，敷設(shè)電纜也能夠顯示真空接觸器發(fā)出的分合閘指令、變頻器狀態(tài)、真空接觸器分合閘狀態(tài)、模擬量，有效控制高壓合閘允許與高壓跳閘、交流電源等;第三，組織變頻器室內(nèi)外的電纜溝、地面硬化施工，保證變頻器功能的有效發(fā)揮;第四，及時了解DCS軟件組態(tài)與內(nèi)部配線，做好設(shè)備安裝與調(diào)試工作，確保相關(guān)設(shè)備的有效運行;第五，變頻改造環(huán)節(jié)要增加資金投入，首先負(fù)責(zé)人對投資需要總金額進行估算，以4臺循環(huán)水泵變頻改造為基準(zhǔn)進行提前預(yù)測，通過計算得出控制電纜、動力電纜、變頻器房、施工調(diào)試費等需要的費用，保證改造工作有序進行。

2 火力發(fā)電廠循環(huán)水泵變頻改造節(jié)能方案

2.1 機務(wù)改造

按照火力發(fā)電廠內(nèi)部汽機循環(huán)水泵的運行現(xiàn)狀，工作人員需要先檢查機組與循環(huán)水泵上導(dǎo)瓦情況以及循環(huán)水泵出口液控蝶閥。如果發(fā)現(xiàn)油罐密封件、信號與動作電磁閥老化要及時更換。

2.2 電氣改造

以往火力發(fā)電廠在電機設(shè)備的選擇上多采用雙速電機，按照不同時期調(diào)節(jié)運行速度。進行電氣改造期間，廠內(nèi)所有循環(huán)水泵需要搭配高壓變頻裝置同步運行，通過變頻器調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速，達到控制循環(huán)水泵水壓的目的[1]。改造過程中為了提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，需要在變頻器內(nèi)部增設(shè)自動工頻旁路設(shè)備，一旦變頻器在運行途中發(fā)生異常現(xiàn)象，馬上停止運行，此時電機會自動切換到工頻狀態(tài)，繼續(xù)維持運行。

電機運行時，進、出線、開關(guān)、旁路開關(guān)最好設(shè)置在旁路切換柜當(dāng)中，所有開關(guān)之間要具備電氣互鎖的功能，且提前進行五防設(shè)計。變頻器運行期間發(fā)生故障，要針對存在的開斷點進行檢修，保證檢修人員人身安全，及時將故障解決[2]。

2.3 熱控改造

火力發(fā)電廠熱控改造包括三個方面，即循泵聯(lián)鎖、變頻器死機、循泵出口液控蝶閥聯(lián)鎖，下面分別展開討論：

第一，循泵聯(lián)鎖。如果一臺循泵處于變頻運行狀態(tài)，期間變頻器發(fā)生跳閘現(xiàn)象，那么要將循泵出口蝶閥連鎖關(guān)閉，同時以聯(lián)鎖啟動的方式將備用循泵切換到工頻運行狀態(tài);如果兩臺循泵正處于變頻運行狀態(tài)，那么其中一臺循泵或是變頻器發(fā)生跳閘現(xiàn)象，這時需要將循泵出口蝶閥連鎖關(guān)閉，同時運行循泵出力要調(diào)整為100%。

第二，變頻器死機。如果變頻器電流出現(xiàn)壞點，循泵電流不足30A，可以初步判斷變頻器發(fā)生死機現(xiàn)象。這時需要及時聯(lián)鎖處理，并且以工頻聯(lián)啟的方式調(diào)整備用泵到運行狀態(tài)，增加變頻運行泵出力為100%。

第三，循泵出口液控蝶閥聯(lián)鎖。循泵工頻出現(xiàn)變頻跳閘現(xiàn)象、檢查發(fā)現(xiàn)循泵出口母管的壓力不足0.05MPa，需要將循泵出口液控蝶閥聯(lián)鎖關(guān)閉，隨后工頻啟動循泵之后將循泵出口液控蝶閥聯(lián)鎖開啟。

2.4 循泵轉(zhuǎn)速改造

按照泵類機械流體相似定律基本理論進行循泵轉(zhuǎn)速改造，循泵效率根據(jù)近似不變的原則，在不同季節(jié)水溫變化的影響下調(diào)整驅(qū)動轉(zhuǎn)速與供水量，以達到節(jié)約電能的目的。由于電機高低速不能兼具，且高低速運行在耗能量上差距較大，通過變頻調(diào)節(jié)的方式可以將平滑調(diào)節(jié)無法達到的問題解決[3]。合理利用機組停運時間進行脫硝改造，以免延長循泵檢修工期。為了保證改造效果，可以通過招投標(biāo)選擇施工團隊，兩臺循環(huán)水泵改造同步進行，縮短工期、節(jié)省成本。

2.5 循環(huán)水流量改造

不同季節(jié)下環(huán)境溫度、水溫變化區(qū)間也十分廣泛，受其影響也導(dǎo)致機組負(fù)荷發(fā)生變化，間接擴大了冷卻循環(huán)水流量的變化范圍。尤其是夏秋、秋冬、春夏交替時期，火電發(fā)電廠可以采用兩臺循泵高轉(zhuǎn)速運行的方式，保證所有電機全部安裝于變頻器內(nèi)部，將運行轉(zhuǎn)速控制在500-560rpm之間，所以軸功率、轉(zhuǎn)速三次方為正比關(guān)系。這樣一來，便可以達到節(jié)能的效果。進入到冬季之后，在變頻器內(nèi)安裝電機，且運行轉(zhuǎn)速調(diào)整到400-500rpm之間，保證原有雙速泵低速運行的同時，還能夠再節(jié)能20%左右。

3 循環(huán)水泵變頻改造節(jié)能效果

火力發(fā)電廠循環(huán)水泵變頻改造，在生產(chǎn)運行中獲得非?？捎^的成效。假設(shè)循泵電機功率為1250hkW，那么運行時間所達到的節(jié)能率便達到15%左右，其中一臺泵每小時可節(jié)約電量為125kW，火力發(fā)電廠每日節(jié)電量為3000kW·h，一臺泵每年節(jié)電量便可超過50萬kW·h，節(jié)約成本超過20萬?？梢娧h(huán)水泵變頻改造在節(jié)約成本、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面的重要作用。

4 結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電廠在運行過程中為了降低能耗，循環(huán)水泵變頻改造勢在必行。需要結(jié)合目前行業(yè)發(fā)展趨勢，以節(jié)能為主要目標(biāo)，對機務(wù)、電氣、熱控、循泵轉(zhuǎn)速、循環(huán)水流量等進行優(yōu)化與調(diào)整。一方面提高循泵運行效率，另一方面可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行故障，為今后火力發(fā)電行業(yè)開發(fā)更多的綠色能源。

參考文獻：

[1]陳元芝，于理耐，張戈.火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能改造[J].冶金能源，2019，38（02）：42-44+52.

[2]李美明，石慶宏，張康年.AFT在某火力發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)水錘計算中的應(yīng)用[J].能源研究與管理，2019（01）：65-69.

[3]胡為杰.火力發(fā)電廠汽機輔機經(jīng)濟運行優(yōu)化策略探討[J].低碳世界，2018（12）：71-72.