浅谈水泵调速在火电厂节能减排中的应用

徐海东（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古 赤峰 024007）

浅谈水泵调速在火电厂节能减排中的应用

徐海东
（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古 赤峰 024007）

节能环保的理念是当今社会发展的重要理念，在这种理念下火电厂也有了节能减排的需求。在2012年U401B机组检修期间平圩发电厂就曾对对4号机组闭式水泵A电机和二期循环水泵D电机进行了相关的调速改造，也得出了水泵调速在火电厂节能减排中有着一定的成效。而本文也就水泵调速在火电厂节能减排中的应用作出了简单的探讨。

水泵调速；火电厂；节能减排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.161

0　引言

据相关数据显示，在全国总发电量中所占比例较高的就是水泵的总用电量，其所占比例为16%，而在这些用电量中，有70%的水泵流量要求是变化着的，这极大的浪费了能源，为此，若能根据流量要求对水泵流量进行适当的调节，就能减少能源的浪费。在火电厂节能减排中，水泵调节方式的选择与节能的效果有着非常密切的联系，在之前选择的调节方式大多都是通过改变装置管网的曲线进行调节，这种方式的优点就是简单易操作，但还是会造成大能量的损失。水泵的输人轴功率与转速的立方成正比，因此，若能通过水泵调速来进行改变水泵的的输入轴功率，那就能达到节能减排的效果。

1　调节流量的方法和比较

1.1调节流量的方法

1.1.1阀门控制

调节流量的方法最常见的就是通过阀门控制，其实行过程是通过阀门进行开大关小调节流量，但是在调节的过程中额定转速是保持不变的。其本质意义就是通过改变水路中的阻力大小来对流量进行强行的改变，但是，水泵自身的供水能力不变。在这过程中，管阻特性将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性依然是不变的。如图1，假设用户所需流量QE为额定流量的60%（QE=60%QN），当通过关小阀门来实现时，管阻特性将由曲线（2）改变为曲线（3），而扬程特性则仍为曲线（1），所以，供水系统的工作点由N点移至E点，此时流量减小为QE扬程增加为HE。

图1　调节流量的方法比较

1.1.2转速控制

调节流量的方法还有就是通过转速控制，其调节流量的主要方法就是通过改变水泵的转速来进行调节，在这过程中其最大开度是保持不变的，所以也有人称之为恒压控制法。转速控制其本质就是通过改变水泵的供水能力从而达到对流量的需求，在这过程中，水系的转速改变的话，扬程特性也会和它一起改变，但是管阻特性还是不变。还是如图1，假设以用户所需流量为QE，当通过降低转速使得QE=60%，扬程特性将由曲线（1）改变为曲线（4），但是，管阻特性依然是曲线（2），所以，工作点移至C点。这时流量减QE，扬程减小为HC。

1.2调节流量方法的比较

通过对比阀门控制与转速控制方法我们能得出，在所需流量小于额定流量下，阀门控制的扬程比转速控制的扬程大的多，在图1中的阴影部分就是两者之间的差距△P，这也就说明转速控制这种节流方法相比阀门控制更加的节约供水功率。

2　水泵调速在火电厂节能减排应用中需要注意的问题

2.1水泵调节方法的分类

现如今，就水泵驱动电机的使用大多数都是采用交流异步电动机驱动，其转速的公式是：n=n1（1-S）=60F/P（1-（n1-n）/n1），在公式中，n代表的是异步电动机转速，n1代表的是同步转速，S代表的是差转率，F代表的是定子供电电源的频率（HZ），P代表的是定子绕组极对数。

（1）变极数调速型。变极数调速型是指在电源、电压、频率不改变的情况下，根据异步电动机转速和极对数成反比的关系，用改变极数的办法达到两级甚至多级转速的方式。其实际操作的的过程是通过改变定子之间的接法，使其中一个“半相绕组”中的电流反向，极对数就成倍改变，但要注意，极数成倍变化时必须同时改变出线端的相序。（2）变频调速型。变频调速是一种无附加转差损耗的高效调速的方式，它是通过改变电动机定子供电频率进而改变旋转磁场同步转速进行调速。（3）变转差率调速型。变转差率调速型还可以将其分为以下三种调速方式，分别为转子串电阻调速、转子串附加电势调速、改变电源电压调速，但是，这三种调速方式的效率都较低，再加上转子串电阻调速、转子串附加电势调速这两种方式只能用于转子型式为绕线式的异步电动机，所以应用范围就比较小。

2.2水泵调节方法的比较和选择

（1）变极调速的优缺点。变极调速的优点就是成本较低、系统效率高、不需要附加设备、电网附加损耗低、工作安全可靠，但是变极调速也存在着一定的缺点，比如电机改变极数调速范围窄、不能获得平滑调速、改变转速时需要停车进行、有固定的速度等。（2）变频调速的优缺点。变频调速的优点有调速范围广、调速平滑、节电率高、能降低设备的损耗。缺点是投资较高、需要附设变压器、高压逆变器的故障较多、维护困难等。（3）水泵调节的选择。在火力发电厂选择水泵调速的过程中，如果对调速范围要求较小的、不需要频繁调速的可以采用变极调速，例如循环水泵；但是，如果对调速范围要求较大的、需要频繁调速的则可以采用变频调速，例如结水泵。

3　结语

综上所述，在火力发电厂中应用水泵调速能够达到有效的节能减排的效果，因此，在火电厂中，我们可以对闭式水泵、循环水泵等进行驱动电机调速的改造，同时也可以对有调节需求的风机类进行调速改造，例如引风机等。然后在改造的过程中，根据实际情况进行调速改造，这样就能有效的降低用电率、减少污染的排放，最大限度的达到节能减排的效果。

［1］孙豪杰，王晓晶.节能减排下火力发电厂给水泵调速器选型模型研究［J］.中国科技信息，2015，12（01）：181-182.

徐海东（1985-），男，内蒙古赤峰人，研究方向：火电厂机组的集控运行、节能减排、降耗增效。