临清运河热电循环水供热电动泵高压变频改造方案及经济分析

2011-06-19陈宾

河北建筑工程学院学报 2011年1期

陈宾

（临清运河热电有限责任公司生技科，山东临清252000）

1 引言

临清运河热电有限公司1＃、3＃抽凝机组于09年进行了循环水供热改造，新上一台单机双吸蜗壳式电动循环泵，具体参数为：KQSN700－M9／901，Q＝5100m3／h H＝96m转速：994r／min，配套电机参数：额定功率1800KW，额定电压10KV，额定电流124A.改造后因1800KW循环用电动泵为直接启动，启动时，启动电流在800A左右，泵出口压力达1.1Mpa左右，对电网容量要求较高，对出口管道及阀门都带来很大的冲击，且在实际供热时，由于出口压力需控制在0.6Mpa以内，该泵的出口电动门实际开度仅为30%左右，电机运行电流在116A左右.2010年初经公司相关专业人员研究决定，对该泵进行高压变频改造，并与2010年11月份改造完毕，投入运行.改造后运行至今取得了很好的节能效益和安全效益.

2 循环水供热电动泵高压变频改造前的情况

临清运河热电是临清市主要的热源厂，承担着临清全市的工业及采暖热负荷，根据节能减排需要，公司于09年对1＃、3＃汽轮发电机组进行了循环水供热改造.根据山东鼎超热电设计院设计，在运河热电厂区建设循环水供热首站一座，新上一台单机双吸蜗壳式电动循环泵，具体参数为：KQSN700－M9／901，Q＝5100m3／h H＝96m转速：994r／min，配套电机参数如引言所述.

3 改造前存在的问题

3.1 该泵配套电机功率为1800KW，直接启动时对电源容量要求高，运河热电厂用10KV V段为该泵提供电源，V段电源电抗器额定电流为800A，而且接带其他负荷1500KW，该电动循环泵启动时，电流在800A左右（电机直接启动电流为额定电流的4－7倍），严重威胁该段电源安全.

3.2 由于该泵正常运行时，出口压力仅需要0.6Mpa左右，而该泵直接启动时，出口压力高达1.1Mpa以上，对1.1米直径的出口管道、逆止门及管道法兰带来很大的冲击，启动之初就多次出现法兰泄漏，逆止门卡涩等现象，给循环水供热的安全运行带来很大的威胁.

3.3 由于该泵出口门正常运行开度仅在30%左右，系统存在很大的节流损失，造成电能的大量浪费.

4 改造的可行性

由于在辅机选型及设计中层层加码，往往留有过大的富余量，造成大马拉小车的现象，高压辅机采用定速驱动时，流量和压头往往靠阀门的开度来控制，这样在阀门挡板上存在很大的节流损失.按照流体机械的相似定律，水泵的流量Q、压头（扬程）H、轴功率P与转速n之间有如下比例关系

从上式我们可以看出辅机设备轴功率与转速的立方成正比，完全可以通过调整转速来满足使用要求，从而达到节能降耗的目的.运河热电公司循环水供热电动泵实际阀门开度就在30%左右，节流损失巨大，完全可以通过高压变频调速系统进行调速，既能满足运行压头、流量的需要，又达到节能的目的.

5 高压变频改造方案

5.1 设备选型

经过招标选用国产利德华福厂家产品

高压变频器1.1 1800kW HARSVERT－A10／130 套 1 利德华福1.2 风罩套 1 利德华福2旁路柜2.1 自动旁路柜 HARBPS 套 1 利德华福2.2 手动切换柜套 1 利德华福注：IGBT模块采用德国英飞凌品牌，正常使用寿命20年，电解电容采用日本NICHICON产品，寿命10年.移相变压器选用北京新华都产品.序号名称规格参数单位数量设备厂家1

5.2 具体方案

变频调速系统主回路方案

5.2.1 （1800kW）变频调速系统采用自动一拖一方案，如下图1：

图1 一拖一自动旁路原理图

5.2.2 基本原理：

它是由3个高压真空接触器KM1～KM3和3个高压隔离开关QS1、QS2、QS3组成（见上图）.要求KM1、KM2不能和KM3同时闭合，在电气上实现互锁.变频运行时，KM1和KM2闭合，KM3断开；工频运行时，KM3闭合，KM1和KM2断开.隔离开关QS3和QS4之间加装机械或电气联锁，QS3和QS4不能同时合闸.

5.2.3 变频调速系统技术参数表1.