凝泵电机变频节能改造效果分析

梁雪华任晓骏

（浙江浙能长兴发电有限公司浙江湖州313000）

摘要：针对某发电有限公司的4×300MW燃煤机组的凝泵电机变频改造后的节能效果进行分析，并对改造后运行、维护中出现的问题进行了论述，为同类型机组凝泵电机变频改造提供了解决办法，供参考。

关键词：凝泵；变频；节能；注意事项

Energy-savingeffectanalysisofcondensatepumpmotorbyfrequencycontrol

LiangXuehua，RenXiaojun

（ZhejiangEnegryChangxingPowerCo.，Ltd，ChangxingZhejiang313100，China）

Abstract：Inthisthesis，againstonePowerPlant’s4×300MWcoal-firedunits

weanalyzetheenergy-savingeffectofcondensatepumpmotorbyfrequencycontrolanddiscusstheproblemsthatmayappearduringtheoperationandmaintenanceafterthetransformation.Thisthesisisusedtoprovidesolutionsandreferenceforthesametypeofunits.

Keyword：Condensatepump；Frequencyconversion；Energy-saving；attentions

1.变频调速的节能原理

一般鼠笼式异步感应电动机被广泛应用于各种动力负荷，如风机、水泵、油泵、空压机、磨煤机等等。感应电动机的转速n与电源频率ƒ、转差率S、电机的极对数P三个参数符合以下关系式：

电机的同步转速n1=60ƒ/P（1）

电机的转差率S=（n1－n）/n1或S=[（n1－n）/n1]×100%（2）

电机的转速n=n1－n1S（3）

由以上关系式可知，改变ƒ、S、P其中任何一个参数，都可以实现转速的变化，如改变转差率S，调速范围很小；改变电机的极对数P，调速的幅度过大；而如能改变电源频率ƒ，可获得平滑的无级调速特性。但是，过去由于没有可靠的变频电源，鼠笼式异步感应电动机不能实现平滑、均匀的衡转矩调速。

众所周知：

机械功率P=Mω（4）

式中：M—转矩ω—旋转角速度（也称角频率）

由于电机轴功率的角速度与电源频率ƒ成正比，可见要改变电机输出的机械功率，调整电机的电源频率是最为理想和方便，不会影响电机的输出转矩，能满足机械特性的需要。随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的快速发展，高电压、大功率半导体器件和高速控制芯片出现，使高电压、大功率电源变频器技术得到长足的发展和日趋成熟，用于电机的调速电源，可使异步电动机能具有良好的无级调速特性。变频技术用于发电厂凝泵的无级调速，可使凝泵在改变流量（增加或减少）的情况下，保持出口的压力，从而改变电机的输出功率（增加或减少）。同时省去了由于阀门、挡板节流等带来的功率损耗，从而达到节能的目的，提高了发电企业的经济效益。

2.变频改造方案

2.1设备概况

某发电有限公司容量为4×300MW机组。凝泵属中压冷水泵，其吸入侧为真空状态。一台机组设计2台凝泵，一台运行，一台备用，每台泵的出力均为110%额定流量。配装上海凯士比厂制造的凝泵，驱动水泵的电机为上海电机厂制造，技术参数见表1

表1：电动机技术参数

2.2凝泵电动机改造基本方案

B凝泵电动机一拖一变频方案。即一台高压变频器对一台凝泵电动机，变频调速系统电源取自6kVB段电压等级的主动力电源系统，由现场主控系统进行协调控制，根据运行工况按设定程序，实现对凝泵电动机转速控制，A凝泵电动机工频备用。

3.经济运行比较

3.1节能效果显著

300MW机组目前处于调峰机组，每年的平均负荷率在70%至80%之间，从表3可以看出凝泵变频运行后以每年运行300小时计算，平均每小时节省功率550kW计算，年节电约357万度电，以每度电0.45元计算，每台凝泵每年节约160万元。

3.2凝泵采用变频运行后其它优点

其一、电机直接启动时的最大启动电流是额定电流的6-7倍。从变频器起动历史曲线，发现其启动时基本无冲击，电流仅随转速增加而上升，不会超过额定电流。因此凝泵变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用。其二、我厂凝结水泵改用变频器后，降低水泵转速运行的同时，噪音将大幅度地降低，当转速降低每分钟1000转时，噪音可减少15个分贝。同时消除了停车和启动时的打滑和尖啸声，克服了由于调门线性度不好，调节品质差，引起管道锤击和共振，造成给水系统上水管道强烈震动的缺陷，凝结水泵变频运行后，噪音、振动都大为减少，变化极其明显。

4.结语

某发电有限公司#1B、3B凝泵选用西门子罗宾康变频器，#2B、4B凝泵选用东方日立变频器。四台变频器投运以来，运行较稳定，凝泵变频改造后，经过不同负荷工况下的试运行，节能效果非常好，取得了圆满成功，有效地解决了凝结水系统管道在低负荷震动大、阀门节流大、以及控制系统滞后、相互耦合严重、控制对象特性不确定的难题。使用间断式调节系统方案控制变频调速凝结水泵，实现对除氧器水位的控制。目前高压变频器技术已成熟，价格每年都在降低，变频器的性能价格比大大提高，一般需要1年半左右时间。为变频器的节能改造提供了广阔的前景。

参考文献：

[1]徐甫荣.发电厂风机水泵调速节能运行的技术经济分析[J].变换器世界，2001，（9）．

[2]徐甫荣，崔力．发电厂辅机电动机变频调速节能方案探讨[J]．变频世界，2001，（7）．

[3]刘星桥等．发电厂凝结水泵水位控制系统[J]．变频世界，2002，（1）

[4]彭道强.变频调速异步电动机的设计[J].上海大中型电机，2009（4）：8－9.