火力发电厂循环水泵变频改造节能探究

赵昆

摘 要：为了实现火力发电厂可持续发展，分析循环水泵变频改造有效方法，阐述循环水泵变频改造方向，从机务、电气、热控、循泵转速、循环水流量五个方面制定节能改造方案，最后总结改造成效，总结科学、可行的改造规划，有效节省成本，降低能耗。

关键词：火力发电厂;循环水泵;变频改造;节能

火力发电厂运行过程中需要用到大量循环水泵，增加耗电量，无法保证经济效益，特别是一些功率比较大的循环水泵，如果耗电量过大会增加火力发电厂的用电率与成本投入。所以，为了解决这一问题，需要针对循环水泵进行变频改造，使其更具节能性，在连续运行的情况下也不会降低运行效率。所以，下面针对火电厂循环水泵的节能变频改造展开分析。

1 循环水泵变频改造方向

第一，引风机变频器建议转移到室内，可以在循环水泵房周围修建砖混结构建筑，为引风机变频器运行提供场所;第二，变频器控制柜与DCS柜之间需要敷设电缆，达到远程启动与停止控制的目的。此外，敷设电缆也能够显示真空接触器发出的分合闸指令、变频器状态、真空接触器分合闸状态、模拟量，有效控制高压合闸允许与高压跳闸、交流电源等;第三，组织变频器室内外的电缆沟、地面硬化施工，保证变频器功能的有效发挥;第四，及时了解DCS软件组态与内部配线，做好设备安装与调试工作，确保相关设备的有效运行;第五，变频改造环节要增加资金投入，首先负责人对投资需要总金额进行估算，以4台循环水泵变频改造为基准进行提前预测，通过计算得出控制电缆、动力电缆、变频器房、施工调试费等需要的费用，保证改造工作有序进行。

2 火力发电厂循环水泵变频改造节能方案

2.1 机务改造

按照火力发电厂内部汽机循环水泵的运行现状，工作人员需要先检查机组与循环水泵上导瓦情况以及循环水泵出口液控蝶阀。如果发现油罐密封件、信号与动作电磁阀老化要及时更换。

2.2 电气改造

以往火力发电厂在电机设备的选择上多采用双速电机，按照不同时期调节运行速度。进行电气改造期间，厂内所有循环水泵需要搭配高压变频装置同步运行，通过变频器调整电动机转速，达到控制循环水泵水压的目的[1]。改造过程中为了提高系统运行稳定性，需要在变频器内部增设自动工频旁路设备，一旦变频器在运行途中发生异常现象，马上停止运行，此时电機会自动切换到工频状态，继续维持运行。

电机运行时，进、出线、开关、旁路开关最好设置在旁路切换柜当中，所有开关之间要具备电气互锁的功能，且提前进行五防设计。变频器运行期间发生故障，要针对存在的开断点进行检修，保证检修人员人身安全，及时将故障解决[2]。

2.3 热控改造

火力发电厂热控改造包括三个方面，即循泵联锁、变频器死机、循泵出口液控蝶阀联锁，下面分别展开讨论：

第一，循泵联锁。如果一台循泵处于变频运行状态，期间变频器发生跳闸现象，那么要将循泵出口蝶阀连锁关闭，同时以联锁启动的方式将备用循泵切换到工频运行状态;如果两台循泵正处于变频运行状态，那么其中一台循泵或是变频器发生跳闸现象，这时需要将循泵出口蝶阀连锁关闭，同时运行循泵出力要调整为100%。

第二，变频器死机。如果变频器电流出现坏点，循泵电流不足30A，可以初步判断变频器发生死机现象。这时需要及时联锁处理，并且以工频联启的方式调整备用泵到运行状态，增加变频运行泵出力为100%。

第三，循泵出口液控蝶阀联锁。循泵工频出现变频跳闸现象、检查发现循泵出口母管的压力不足0.05MPa，需要将循泵出口液控蝶阀联锁关闭，随后工频启动循泵之后将循泵出口液控蝶阀联锁开启。

2.4 循泵转速改造

按照泵类机械流体相似定律基本理论进行循泵转速改造，循泵效率根据近似不变的原则，在不同季节水温变化的影响下调整驱动转速与供水量，以达到节约电能的目的。由于电机高低速不能兼具，且高低速运行在耗能量上差距较大，通过变频调节的方式可以将平滑调节无法达到的问题解决[3]。合理利用机组停运时间进行脱硝改造，以免延长循泵检修工期。为了保证改造效果，可以通过招投标选择施工团队，两台循环水泵改造同步进行，缩短工期、节省成本。

2.5 循环水流量改造

不同季节下环境温度、水温变化区间也十分广泛，受其影响也导致机组负荷发生变化，间接扩大了冷却循环水流量的变化范围。尤其是夏秋、秋冬、春夏交替时期，火电发电厂可以采用两台循泵高转速运行的方式，保证所有电机全部安装于变频器内部，将运行转速控制在500-560rpm之间，所以轴功率、转速三次方为正比关系。这样一来，便可以达到节能的效果。进入到冬季之后，在变频器内安装电机，且运行转速调整到400-500rpm之间，保证原有双速泵低速运行的同时，还能够再节能20%左右。

3 循环水泵变频改造节能效果

火力发电厂循环水泵变频改造，在生产运行中获得非常可观的成效。假设循泵电机功率为1250hkW，那么运行时间所达到的节能率便达到15%左右，其中一台泵每小时可节约电量为125kW，火力发电厂每日节电量为3000kW·h，一台泵每年节电量便可超过50万kW·h，节约成本超过20万。可见循环水泵变频改造在节约成本、实现可持续发展方面的重要作用。

4 结语

综上所述，火力发电厂在运行过程中为了降低能耗，循环水泵变频改造势在必行。需要结合目前行业发展趋势，以节能为主要目标，对机务、电气、热控、循泵转速、循环水流量等进行优化与调整。一方面提高循泵运行效率，另一方面可以及时发现设备运行故障，为今后火力发电行业开发更多的绿色能源。

参考文献：

[1]陈元芝，于理耐，张戈.火力发电厂循环冷却水系统节能改造[J].冶金能源，2019，38（02）：42-44+52.

[2]李美明，石庆宏，张康年.AFT在某火力发电厂循环水系统水锤计算中的应用[J].能源研究与管理，2019（01）：65-69.

[3]胡为杰.火力发电厂汽机辅机经济运行优化策略探讨[J].低碳世界，2018（12）：71-72.