带前置泵的电动给水泵变频改造

2013-11-25王银河周刚尹晓峰罗良刚李亚军李伏良罗翠娥

湖南电力 2013年2期

王银河，周刚，尹晓峰，罗良刚，李亚军，李伏良，罗翠娥

(1. 湖南大唐先一能源管理有限公司，湖南长沙410007;

2. 大唐耒阳发电厂，湖南衡阳421000)

1 设备状况

某发电厂装机容量为2 ×300 MW+2 ×210 MW，其中210 MW 机组给水系统由2 台5500 kW 全容量电动给水泵(带同轴前置泵)和给水调节系统组成，在正常情况下，给水泵采用一运一备方式，主要采用液力偶合器调速。根据统计数据，给水泵组年度耗电率2.5%，为厂用电率中耗电比例最大的辅机。

#1 机组给水泵组是由北京电力修造厂生产，投产于1986 年。其设备参数如下。

前置泵参数:水泵型号QG01，额定扬程64 m，额定流量710 m3/h，水泵轴功率150 kW，汽蚀余量5.2 m，额定转速1487 r/min，容量750 m3/h，介质的额定温度160 ℃。

液力耦合器参数:型号YOT01，输入转速1 487 r/min，输出转速6 021 r/min，传递功率4 651 kW，调速范围25% ～100%，速比6∶ 1，滑差率＜3%。

给水泵参数:型号DG600 - 240，额定扬程1886 m，额定流量601 m3/h，水泵轴功率4 400 kW，汽蚀余量36.5 m，额定转速5 855 r/min，容量750 m3/h，介质的额定温度160 ℃。

给水泵电机参数:电机型号YX -5500 -4/1270，额定功率5 500 kW，定子额定电流599 A，额定转速1 487 r/min，额定电压6 kV，接线方式4Y，绝缘等级B 级，周波50 Hz。

2 存在问题

1)采用液力偶合器调节，低转速比阶段效率较低，液力偶合器的传动效率与转速比成正比，在低转速比运行时，液力偶合器的传动效率较低，负荷率60% ～100%时，效率在56% ～97%之间;

2)调节存在延滞性，给水对阀门和管道冲击较大，而变频调速动态响应快，一般在200 s 内;

3)液力偶合器调节精度低，线性度差，而变频器调节精度高，分辨率为0.01 Hz。

3 改造方案

3.1 变频改造方案

3.1.1 变频配置方案

该工程选用了某公司生产的HARSVERT-VA06/600 型变频器，为提高设备可靠性，选用一拖一、带手动旁路方式。变频调速系统主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。变频器所配移相变压器为干式变压器，其容量为7 000 kVA。变频器与电机的连接方式如图1 变频系统一次接线图中所示。

3.1.2 变频调速系统冷却方案

为了充分节能，变频调速系统安装于专用变频器小室，采用强制风冷，同时配置4 台制冷量均为65 kW 的空水热交换装置对变频器通风进行冷却换热，实现密闭循环。另外，因该电厂在春季多雨季节空气湿度大，所以增加1 台5P 空调用于除湿和夏季辅助降温。

3.2 机务改造方案

由于给水泵液力耦合器主油泵和前置泵都是由给水泵电机同轴驱动，给水泵电动机变频器改造后，电动机运行于变转速工作方式下，所以主油泵和前置泵都会处于变转速运行状态，因此将导致油压、给水泵入口压力的波动，进而引起给水泵组不能正常运行，所以必须对油系统和前置泵进行必要的改造和运行优化。

3.2.1 油系统改造方案

1)拆除原给水泵液力耦合器的主油泵，在地面上分别加装1 台润滑油泵和1 台工作油泵，油系统的相关参数由技术人员核算确定，2 台油泵皆由各自的配套电机驱动，并设有双路互为备用的电源，给水泵变频运行时，由这2 台油泵同时运行来保证给水泵和液力耦合器工作用油及润滑用油。

2)新的油系统按照要求设定相关逻辑保护给水泵正常运行。包括油压保护、油温保护、油泵联锁等。

改造后的油系统如图2 所示:

3.2.2 前置泵运行方案

给水泵电动机变频调速改造后，前置泵也会变速运行，可能造成给水泵入口压力偏低从而引起汽蚀，所以前置泵的运行也是改造中的关键问题。

1)经对水泵厂家前置泵特性曲线和给水泵特性曲线分析得出，前置泵随给水泵同时采用变速运行方案在任何工况点都能满足给水泵汽蚀余量要求，不会使给水泵产生汽蚀现象。但是为了安全起见将给水泵起、停泵转速设定一个变频运行最低转速，通过变频方式启动电机后，转速直接升到最低转速以上，并在开停机过程中，一旦低于此转速将闭锁变频调节，只允许通过勺管或阀门来调节给水流量，确保了给水泵运行的安全。

2)重新设置一些保护逻辑。如前置泵出口压力保护、频率保护等。