1 前言
呼和浩特金桥热电厂现装机容量为2×300MWCONTROL ENGINEERING China版权所有,选用5台1000KW的热网循环水泵,通过18km的无补偿管道,向热力用户提供六个月的供热量。由于供热系统自身的特点,热网循环系统在运行中主要保证水循环稳定和压力恒定,即控制好水位、水压达到安全运行的目的。机组在供热期间,供热负荷变化时需要调节水量,而电机的出力并没有变化控制工程网版权所有,其消耗的厂用电率是相当可观的。当前节能环保已成为各发电企业必须完成的硬指标,所以降低厂用电率,合理调配设备运行方式是我厂急需解决的问题。因此对热网循环泵进行节能改造,最佳方案就是采用高压变频器进行调速,这样就可以通过调节压力、改变电机转速来控制流量,可以方便地调整机组的供热量,不但具有非常大的节能潜力,而且达到了管道稳压的最佳效果。
2 水泵变频改造节能原理
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改变其中任何一个参数都可以实现转速的改变。变频器是通过改变电源频率f的方式来改变电动机转速的。
水泵的流量与压力的富裕度以及设备的非满负荷运行导致水泵的运行工况点与设计高效点相偏离,从而使水泵的运行效率大幅度下降。一般情况下,如采用阀门调节的水泵,在两者偏离10%时,效率下降8%左右;偏离20%时,效率下降20%左右;而偏离30%时,效率则下降30%以上。如对于采用阀门调节流量的水泵,这是一个固有的不可避免的问题。可见,在水泵的用电量中,很大一部分是因其型号与管网系统的参数不匹配及调节方式不当而被调节门消耗掉的。因此控制工程网版权所有,改进泵的调节方式是提高运行效率,降低耗电量的最有效途径。图1给出了离心式水泵不同调节方式耗电特性比较曲线,图2给出了阀门调节和变速调节方式时,泵的效率-流量曲线。
图1离心式泵不同调节方式耗电特性比较
图2不同调节方式下的泵效率
由图2可知:在泵的流量由100%下降到50%时,变速调节与阀门调节方式相比,泵的效率平均高出30%以上。因而CONTROL ENGINEERING China版权所有,从节能的观点来看,变速调节方式为最佳调节方式。当采用定速驱动时,水泵靠阀门开度来调节流量,除产生大量的节流损耗外,调节反应速度也慢。采用调速驱动后CONTROL ENGINEERING China版权所有,系统的可控性提高了,响应速度加快了,控制精度也提高了。从而使整个系统的控制性能大大改善,进一步节约能源。同时,采用变速调节以后,可以有效地减轻叶轮和轴承的磨损,延长设备使用寿命,降低噪声,大大改善起动性能。工艺条件的改善也能够产生巨大的经济效益。
3 热网循环泵变频改造方案
3.1 改造对象
金桥热电厂有五台热网循环水泵,故我们选用两套北京合康亿盛科技有限公司生产的 “一拖二”高压变频装置,分别带#1、#2与#3、#4热网循环泵电机,#5热网循环水泵暂不改造。运行人员可根据供热量的大小投入一台或两台热网循环泵变频运行。当#1、#3热网循环泵变频运行时,#2、#4热网循环泵工频旁路,反之当#2、#4热网循环泵变频运行时,#1、#3热网循环泵工频旁路。当运行的变频泵发生故障时,备用工频泵连锁启动,确保供热系统运行稳定。
3.2 改造逻辑设计
由于热网热负荷调节以调节汽轮机抽汽量为调节方式,所以热网循环泵主要以稳定供热管网压力为调节方式。