低压省煤器再循环泵变频改造
2017-05-11孙亮
孙亮
（深圳能源集团股份有限公司东部电厂检修部，广东 深圳 518120）
低压省煤器再循环泵变频改造
孙亮
（深圳能源集团股份有限公司东部电厂检修部，广东 深圳 518120）
低压再循环泵在设计和选型时本身留有较大的裕量，工频运行中浪费了大量的能源，经深圳能源集团股份有限公司东部电厂研究决定采用“一拖一”变频节能的办法来改善系统运行状况。
低压省煤器再循环泵；变频改造；技术方案；施工流程；节能分析
深圳能源集团股份有限公司东部电厂每台机组余热锅炉有2 台低压再循环泵，一用一备，用以维持低压省煤器管束的温度高于酸露点。由于东部电厂机组主要参加调频调峰运行，机组负荷变化频繁，平均负荷率约74%左右，未能充分发挥出额定负荷下的高效率，对于低压再循环泵而言，同样未能在设计的最佳工况下运行，运行效率较低，同时考虑到低压再循环泵在设计和选型时本身留有较大的裕量，实际运行中浪费了大量的能源，因此经深圳能源集团股份有限公司东部电厂研究决定采用“一拖一”变频节能的办法来改善系统运行状况。
两台低压再循环泵电机参数如表1。
表1
1 两台低压再循环泵变频改造技术方案
对于本次变频改造将采用一拖一，开关柜仅提供电源。变频柜采用西门子原装柜式泵类专用变频器SINAMICS V50。
1.1 控制方式
（1）正常运行期间，QF1-1、QF1-2、QF2-1、QF2-2均合上，#1变频柜、#2变频柜控制方式均在远方控制，低压再循环泵一用一备连锁投入，运行泵跳闸，备用泵联启。（2）允许在就地控制方式下，单台或两台低压再循环泵运行。（3）允许在远方控制方式下，单台或两台低压再循环泵运行。
1.2 动力电缆、控制电缆接线改造（表2、3、4）
2 热控逻辑更改
（1）泵运行和停止反馈判定。原逻辑：泵工频运行/停止反馈取的是断路器合/分信号。改造后逻辑：取变频器运行和停止信号作为泵的运行和停止状态信号。（2）跳泵指令。原逻辑：泵运行反馈有效后，出口电动阀关反馈有效延时10秒发出指令。改造后逻辑：原逻辑保留，依据：①泵的最低运行频率为17Hz，变频器频率从0上升到17Hz频率所用时间为10秒；②出口门关闭状态下，在保证泵安全的前提下，可以以最低17Hz频率运行；泵运行频率从0上升到最低运行频率所需安全时间为10秒；将泵所对应的断路器开关异常变位添加到泵跳闸逻辑中。（3）泵自动运行指令。原逻辑：备用泵在自动备用条件下，当主泵运行跳闸时，将自动联启。改造后逻辑：原逻辑保留，备用泵在自动启动后，且频率控制方式在温度自动控制时将根据温度进行闭环控制。备用泵在自动启动后，且频率控制方式在手动控制时，将自动跟踪到主泵运行时频率。实现方法：两台再循环泵共用同一频率设置控制面板。（4）保留泵顺控逻辑。泵允许启动条件：原逻辑：①低压汽包水位低有效：-450mm；②任意一台凝泵启动允许；③低压再循环泵入口压力正常：大于0.1MPa；④泵没有跳闸信号。改造后逻辑：原逻辑保留，将“变频器待机信号”添加到泵允许启动条件中。（5）变频泵和出口气动阀的控制方式。变频泵启动后，出口气动调节阀全开运行，变频器频率根据低压省煤器温度进行闭环控制。（6）低压给水三通阀手动控制。
表2 低压再循环泵变频改造电缆清册
表3 单台低压再循环泵变频改造新增通道信号清单
表4 低压再循环泵施工流程及进度计划
表5 电机参数
表6 泵参数
表7
表8
3 改造前节能分析
电机参数如表5所示。
泵参数如表6所示。
表7的运行数据源于#2、#3机组DCS。
通过运行记录，低压再循环泵电机运行电流介于88A～95A之间，取92A计算电机功率：1.732×0.38×92×0.87=52.68kW。
2011.7.12 的数据，#2、#3机工况基本相同，以此为参考条件进行计算。
改造前轴功率计算：
流量Q=196.6×1000/3600=54.61 m3/s
压差P=(2.15-1.37)×100=78 mH2O
泵效率η1=0.80
电机效率η2=0.95
轴功率 N=Q·P/102/η1/η2=54.94kW
改造后轴功率计算：
流量Q=54.61 m3/s
压差P=(1.835-1.37)·100=46.5 mH2O
三通阀前压力：1.2 MPa；150%×1.2=1.8 MPa
泵入口压力：1.34 MPa；140%×1.34=1.87 MPa
因调阀后无压力测点，所以按1.5倍三通阀前压力和1.4倍泵入口压力的平均值整定为1.835 MPa，此压力足以保证调阀后压力大于三通阀后压力，从而保证低压省煤器1的热源供给。
泵效率η1=0.80
电机效率η2=0.95
轴功率 N=Q·P/102/η1/η2=32.75 kW
根据离心式水泵转速与轴功率之间的关系：轴功率与转速的三次方成正比。
故54.94/32.75=(50/H)3，H=41.9Hz，即对应32.75kW的转速为41.9Hz。
节能效果：
按照单台机组每年5000小时计算，
单台机组1年节能：
（54.94-32.75）×5000=110950kW·h
单台机组一年节约资金：
110950×0.533=59136.35元。
4 改造后实际节能情况
表8运行数据源于#3机组DCS。
经技术改造，机组低压再循环泵变频运行实现闭环控制，泵出口调门全开，三通阀开度经调试保持25%开度，电机运行电流最大不超过30A，取30A计算电机功率：1.732×0.38×30×0.87=17.2kW，改造前电机运行电流平均92A。
电机功率：1.732×0.38×92×0.87=52.68kW。
按照单台机组每年5000小时计算，
单台机组一年节能：
（52.68-17.2）×5000=177400kW·h
单台机组一年节约资金：
177400×0.533=94554.2元
通过变频改造，节能效果超过改造前节能计算结果。目前机组低压再循环泵一用一备，运行平稳，预计两年完全收回改造成本。
TK223.33；TK227
A
1671-0711（2017）03（上）-0067-03
