300MW电动给水泵泵变频改造方案探索

赵永

（中铝宁夏能源有限公司马莲台发电厂宁夏银川750411）

摘要：众所周知，这几年电力市场虽然不能说是过盛，但也是饱和状态，大部份电厂的利用小时数均很低，国家电监会今年2月26日通报称，全国统调公用常规燃煤机组平均利用小时数为5080小时，330MW等级机组利用小时数仅为4996小时。330MW机组属于老机组，在过去的设计基本都采用的是电力行业DL/T892-2004设计，在那个年代设计思路一般以安全为主，在节能降耗这方面考虑的较少，设计人员对电厂的主要辅助设备设计裕量都偏大，这样势必造成能量的浪费。而现在330MW以上机组基本都采用IEC45-1-1991标准设计，这样设计时给水泵的设计裕量会相对偏低。文章就以300MW电动给水泵泵变频改造为方向展开探究。

关键词：300MW电动给水泵；泵变频改造；工作难关；方案优缺点

1、前言

因为给水泵组设计裕量大且利用小时数低造成，电动液力偶合器调节给水泵组长期无法在额定功率下运行，一般都在60%负荷左右运行，330MW机组在200MW左右运行时，其电泵的转速为4200转左右，给水泵的电机转速1490转，泵轮转速约为1490*4.2=6258，则其转速比为67%，根据上图则可以看出液力偶合器的效率约为67%，从此可以看出330MW机组采用液力偶合器调节的电动给水泵组其在200MW左右运行时，损耗高达34%。由此可以看出，300MW电动给水泵在工作的过程中能耗问题十分严峻，实际的300MW电动给水泵泵变频改造工作是一项十分有必要的工作。

2、电泵变频的必要性浅析

下表是根据比转速和马莲台发电厂330MW机组实际运行参数统计计算出，马莲台发电厂在不同负荷下的液力偶合器的液率。从表中可以看出在330MW时其效率最高才能达到85%左右，其损耗达到了15%左右，这其中包括设计裕量过大、液力偶合器效率低等因素造成。

从以上数据对比中我们可以看出，电动液力偶合器调节给水泵组在实际运行中效率较低，怎么才能提高给水泵组的效率，有如下几种办法：一是采用小汽轮机调速。二是采用电泵变频调速[1]。

3、电动液力偶合器调节给水泵变频改造的方案选择

3.1保守思路浅析

保守思路其实就是给那些想求稳的人，对变频器品牌没有信心的人选择的。这种思路就是电泵电机有工频和变频两种功能，液力偶合器也可分为工频运行和变频运行两种模式。

改造方案：液力偶合器中因为有泵轮、有滑动轴承，所有液力偶合器内部有二台润滑油泵和一台工作油泵，其中一台工作油泵和润滑油泵共用一根轴，通过泵轮上轴上的齿轮传动。其额定转速和电机额定转速相同，改变频后因电机转速下降，其转速下降，这样无法给润滑油和工作油提供额定的流量和压力，所以此部份必须改造。

3.2追求节能量最大化的思路浅析

此方案必须要有前提条件，那就是变频器的品牌必须选好，尤其是对于没有备用电动液力偶合器调节的给水泵组。这种思路就是电泵电机只有变频功能，工频功能没有。我厂#2机组2台给水泵液力偶合器就采用了此方案进行了改造，将液力偶合器的泵轮和涡轮拆除，将两根轴相连，泵轮轴与电机轴连接，这样液力偶合器就是增速器，可以通过电机调速。这个方案因为取消了泵轮和涡轮，可以取消工作油系统（工作油泵、管路、工作油冷却器），系统简单，维护量小，设备节能量高，液力偶合器变成了增速器其没有滑差，液力偶合器的效率达到最大[2]。

4、前置泵的改造方案选择

大部份电厂的给水泵组都是单独配置了前置泵，因前置泵和给水泵为同轴电机，当电机变频在低转速下运行时因转速变低，其出口压力能否满足给水泵最小必需汽蚀余量，是前置泵改造的前提。有很多设计人员通过计算认为前置泵出口压力可以满足给水泵必需汽蚀余量。如果采用同轴会造成给水泵入口汽蚀，在讥转速下可能不会出现故障，在低负荷或者是机组甩负荷或是其它更极端的状态下会发生什么情况，这种状况设计人员在计算是无法考虑进去的。所以我给出的建议就是，电泵改变频已经给我们带来了很多的节能量，不能在为了追求那么一点的节能量，为给水泵组的安全运行埋下定时炸弹。据我所知，东北某电厂就因为电泵改变频前置泵未改造，造成其改造后给水系统运行不正常[3]。

5、设备改造后的优缺点浅析

5.1改造后优点

在改造前只要使用过板式换热器采用开冷水冷却的机组都会遇到同一个问题，那就是工作油冷却器油温高，在改造前我厂工作油冷却器经常发生油温报警的现象，检修人员要么反冲洗，但是反冲洗只能管用二、三天最终选择清理板式换热器，然而在清理工作量非常大，而且型不好就造油系统进油或是冷油器漏油，每年在工作油冷却器密封件和换热片上产生大量的材料费用，有些电厂最后将板式换热器改为管式换热器后情况好了很多。在变频器改造后，因第二种方案不存在工作油系统，第一种方案因其勺管全开，损耗小，工作油温度长期在60度以下运行，减轻了人员的工作量，提高了给水泵运行事靠性。

5.2改造后缺点及应对方案

5.2.1缺点

启动过程时间长、启动系统复杂。因前置泵电机与主机电机不同轴，启动前必须前置泵先转，为此无法满足备用，只能做为主泵运行。

5.2.2解决建议

（1）、前置泵一定要改造，单独采用电机配置。

（2）、电厂给水泵组配置二用一备的设备厂家，改造二台运行泵，备用泵不用改造。建议采用取消泵轮和涡轮，或是将液力偶合器更换为增速齿轮箱的方案，如果变频器有问题，另一台泵可以运行，这台可以检修，检修后投入运行。

（3）、电厂给水泵组配置为3台35%的给水泵组，三台给水泵均改造变频泵，建议采用保留液力偶合器泵轮和涡轮的方案，当一台设备有问题时，可转入工频运行，这样不会影响机组负荷。

6、结束语

综上所述，文章首先针对300MW电动给水泵泵变频改造的必要性展开了深入的分析，通过深入的探究我们可以发现，能耗问题以及工作效率问题，使得实际的泵变频改造工作刻不容缓，在以上分析的基础上，文章有针对实际的300MW电动给水泵泵变频改造方案展开了深入的分析，探究了不容改造方案在进行过程中的一般原理，以及不同方案的优缺点所在，最后希望通过本次探究工作，能够为促进相关泵变频改造工作的发展提供一定的帮助。

参考文献：

[1]黄吉宇：300MW电动给水泵泵变频改造方案探索[J]。新华网，2017-08-14：31-32.

[2]刘岩松：300MW电动给水泵泵变频改造方案探索[J].赤峰学院学报（自然科学版）.2017（10）：51-52.

[3]王健相：300MW电动给水泵泵变频改造方案探索[J].安徽大学学报.2016（5）：10-11.