220 MW机组电动给水泵变频改造方案及运行

张永清

(华电龙口发电股份有限公司，山东 龙口 265700)



220 MW机组电动给水泵变频改造方案及运行

张永清

(华电龙口发电股份有限公司，山东 龙口 265700)

摘要：介绍了某公司220 MW机组电动给水泵的变频改造方案，总结了该公司给水泵改造后运行的实践经验，提出保障给水泵安全经济运行的维护措施。

关键词：给水泵；变频；改造；运行

某公司220 MW机组给水泵设计为2台100%额定容量电动给水泵组，电动机同轴驱动前置泵，通过液力耦合器驱动给水泵并调节其转速，正常运行方式是1台运行设备1台备用设备，两台泵定期切换运行。其技术参数见表1～4。给水泵耗电量占发电量的2.3%，占发电厂用电率的26.6%。给水泵作为电厂的主要辅机，耗电量大，直接影响供电煤耗和发电成本。为降低电动给水泵的耗电量，减少供电煤耗，对电动给水泵的调节方式进行优化改造。

表1　前置泵技术参数

表2　给水泵电动机技术参数

表3　液力耦合器技术参数

表4　给水泵技术参数

2电动给水泵变频改造方案

2.1给水泵液力耦合器改造

该公司液力耦合器改造方案是，将原液力耦合器改造成工变频切换型多功能液力耦合器。实现这一改造后，液力耦合器具有了两种可以互相切换的功能：一是工频运行时液力耦合器的调速功能(这是原来就有的)；二是变频调速运行时增速齿轮箱的输出功能(这是改造后新增的)[1]。

具体改造方法是，对液力耦合器内部结构和系统进行改造，废除由液力耦合器输入轴通过齿轮驱动的原润滑油泵和工作油泵，在润滑油系统和工作油系统安装1台润滑油泵及2台工作油泵，工作油泵一运一备，新增的润滑油泵和工作油泵的安装位置，可选在距离液力耦合器油箱较近处，使液力耦合器油箱油位对油泵产生倒灌扬程[2]。实现通过切换的变频一拖二运行方式，既便于给水泵的定期切换运行，又便于互相备用。

2.2给水泵前置泵改造

该公司前置泵采用了由给水泵电动机同一转轴驱动变速运行的方案。前置泵同轴驱动变速运行的充分必要条件是有效汽蚀余量必须大于必需汽蚀余量(NPSHa>NPSHr)，即无论转速高低，始终保持有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量。根据前置泵和给水泵特性曲线和相关数据，对待改造给水泵进行了有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的理论分析和计算，结论满足NPSHa>NPSHr[3]。

2.3变频器配套改造

该公司采用变频一拖二方案，该方案的电气一次接线如图1所示，虚线框内设备为实现变频一拖二方案增加的设备。

图1　电气一次接线图

这一方案的运行方式灵活，每台泵既可以变频运行，也可以工频运行；既可以在给水泵停止状态下切换，也可以在给水泵运行状态下切换，采用哪种切换方式可根据负荷工况及使用条件由运行人员确定。正常运行方式为一台给水泵变频运行，另一台泵工频备用，变频运行泵故障跳闸时，联锁启动工频备用泵[4]。具体操作过程如下。

1)电机变频运行操作过程：先确定QF1为断开状态后，将隔离刀闸QS1合上，再将隔离刀闸QS3投入到变频位置，变频器充电完成后自动合QF1，变频器带电机变频运行。

2)变频切换工频操作过程：先停止变频器，变频器自动断开QF1，再将隔离刀闸QS3投至工频位置，再断隔离刀闸QS1，然后合QF1，电机工频运行。

3)工频切换变频操作过程：先断QF1，再合隔离刀闸QS1，再将隔离刀闸QS3投至变频位置，变频器充电完成后自动合QF1，变频器带电机变频运行。

4)检修变频器时，断开QF1、QF2并摇出手车开关至实验位置,再把QS3、QS4置于工频位置，断开QS1、QS2。

3给水泵变频改造后的安全运行

3.1给水泵启动

1)给水泵工频启动：启动1台多功能润滑油泵、1台多功能工作油泵运行，电动辅助润滑油泵和另外1台多功能工作油泵作为联动备用泵。给水泵在工频运行方式下送电，运行值班人员将耦合器勺管调整到最小开度，启动给水泵运行，运行值班人员用勺管调节给水泵转速。

2)给水泵变频启动：启动1台多功能润滑油泵、1台多功能工作油泵运行，另外1台工作油泵和电动辅助润滑油泵投入联动备用。给水泵在变频运行方式下送电，DCS收到变频器发出的“请求运行”信号，检查变频器具备启动条件，无故障报警信号。运行值班人员将液力耦合器勺管调到最小位置，将变频转速调节操作器调到最低转速位置，操作给水泵变频启停操作器，启动该给水泵变频运行。检查DCS中变频器发出“充电中”“变频器运行”正常显示信号，5秒后给水泵控制开关自动合上，红灯闪光，复位操作开关。检查给水泵运行正常后，将给水泵出口电动门开启，运行值班人员逐渐调大勺管开度，直至开到100%并固定在100%开度，以后通过调节变频调节操作器调节给水泵转速上水[5]。

3.2给水泵停止

1)停止工频运行给水泵：检查多功能润滑油泵和多功能工作油泵运行正常，备用电动辅助润滑油泵和另一台工作油泵联动备用正常，运行值班人员调整耦合器勺管到最小开度，关闭给水泵出口电动门，停止给水泵运行。

2)停止变频运行给水泵：检查多功能润滑油泵和多功能工作油泵运行正常，备用辅助润滑油泵和多功能工作油泵联动备用正常。运行值班人员逐渐调节变频调节操作器至最低转速位置，调节耦合器勺管到最小开度；检查给水泵出口电动门关闭，操作给水泵变频启停操作器停止给水泵运行，拉开给水泵控制开关。

3.3给水泵运行维护

1)机组运行中，在变频给水泵停止运行后，尚未切换到工频方式送电时，若变频运行给水泵跳闸，要立即启动变频调速给水泵运行。变频调速给水泵停止运行后，在电气值班人员将给水泵电动机由变频方式切换为工频方式的过程中，若运行给水泵跳闸，要通知电气值班人员以最快的速度和方式恢复送电。

2)正常情况下，操作就地控制箱停止按钮或者DCS停泵按钮停止多功能工作油泵运行前，要先解除备用多功能工作油泵联锁开关，再停止多功能工作油泵运行，以防备用多功能工作油泵通过联锁联启。

3)启动电动辅助润滑油泵前，要解除电动辅助润滑油泵联锁。电动辅助润滑油泵运行中，在启动多功能润滑油泵运行前，要先解除运行辅助润滑油泵联锁，以防启动多功能润滑油泵后，润滑油压过高，通过联锁使电动辅助润滑油泵跳闸。

4)多功能润滑油泵、多功能工作油泵再循环门正常情况下应处于关闭状态。当给水泵工作油压或者润滑油压超过0.40 MPa时，要略开再循环门保持油压不超过0.40 MPa，同时联系检修人员检查处理。

4结束语

近两年的运行实践证明，该公司电动给水泵变频改造是安全可靠的，也是经济合理的。技术改造后有效地降低了给水泵的耗电量，厂用电率得到了明显的控制，经济性显著提高。运行中需要值班人员进一步的完善和总结经验，以保证变频给水泵运行的安全性和经济性。

参考文献：

[1]王正宾.液力传动[M].北京：中国铁道出版社，1986：126.

[2]齐任贤.液压传动与液力传动[M].北京：冶金工业出版社，1987：64.

[3]罗邦杰.工程机械液力传动[M].北京：机械工业出版社，1991：254.

[4]李有义.液力传动[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000：14.

[5]赵静一.液力传动[M].北京：机械工业出版社，2007：324.

[6]王文斌.液力传动[M].北京：机械工业出版社，2007：65.

A Study on the Scheme for the Frequency Conversion Renovation of the Electrically Driven Feed Pump of the 220MW Unit and Its Operation

ZHANG Yongqing

(Longkou Power Generation Co., Ltd. of China Huadian Corporation，Longkou Shandong 265700，P.R.China)

Abstract：By introducing the scheme for the frequency conversion renovation of the electrically driven feed pump of the 220MW unit in a company，this article sums up the practical experience of its operation after the renovation as well as giving relevant maintenance measures of ensuring its secure and economical operation．

Key words：feed pump；frequency conversion；renovation；operation

收稿日期：2015-12-27

作者简介：张永清(1979-)，工程师，技师，主要研究方向为汽轮机安全经济运行。

中图分类号：TM611

文献标识码：A

文章编号：1008-8032(2016)02-0032-03