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变频给水泵在火电厂空冷机组的应用与节能

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：董鹏

[导读] 现如今，电力的需求越来越多，其中火力发电是电力生产的主力。

兰州铝业有限公司自备电厂董鹏

摘要：现如今，电力的需求越来越多，其中火力发电是电力生产的主力。其中，火电厂空冷机组系统是火电厂安全运行的关键，要优化火电厂的空冷机组，提高冷却机组的冷却效率，从而提高火电厂的发电效率。在火电厂空冷机组的应用中，变频给水泵是火电厂空冷机组的关键，加强变频给水泵在火电厂空冷机组的应用与节能，可以有效的提高冷却效率，因此，要重视变频给水泵在火电厂空冷机组的应用与节能。
关键字：变频给水泵火电厂空冷机组应用与节能
        随着科学技术的发展，火电厂的技术得到了一定的发展，其中，变频给水泵是在节能理念下发展起来的新型技术。在火力发电厂中使用变频给水泵不仅提高了冷却速度，也节约了火力发电过程中的成本。因此，对于变频给水泵在火电厂空冷机组的应用与节能是十分重要的，应该积极探讨。
        一、变频给水泵的概述
        变频给水泵是根据水的流量自动的调节转速；当水流量高时，提高变频给水泵的转速，当水流量低时，降低变频给水泵的转速。这种变频给水泵比普通的给水泵不一样的是可以根据水流大小自动的调节给水泵的频率，控制水流量的大小。变频给水泵一般运用大型设备制冷或者是高层输水过程。在安装时，安装的方法简单，不需要其他配件，因为变频给水泵本身就含有电压、电流传感器等设备。在选择模块时，变频给水泵调节模块也十分简单，不需要比对标准参数进行调节，因为在显示页面上就提供了数据表、矩阵等数据。因为变频给水泵的占地面积小，所以投入的成本较小，维护的成本也较少。变频给水泵采用了单独的通风机，有效的解决了变频给水泵的散热问题。变频给水泵可以有效的保持水压的恒定，可以有效的解决因水压不稳定而导致的安全危险。变频给水泵的具有瞬态数据采集功能，可以将变频给水泵在工作中改变的数据迅速反映给显示装置，并形成相关曲线。变频给水泵就是利用改变性能的曲线来调节变频器，从而改变变频给水泵的电压，实现无极调节。变频给水泵比普通的给水泵的噪声更小、磨损程度更小，因此，变频给水泵比普通的给水泵的使用寿命更长。变频给水泵的节能潜力很大，变频给水泵调节电压的范围广，在电压差大的发电厂中，节能效果会更明显。使用变频给水泵可以节约能源，减少能损，使能源得到充分的利用；其次，变频给水泵有一定的保护措施，能够面对过电流、过电压、过热、过载等情况，并在出现问题的时候能够及时报警和切断电源；在面对大功率的电机时，变频给水泵会进行软启动，避免启动时产生机械冲击和电网冲击，降低了电网对容量的需求和减少了机械冲击对大型设备的损坏。
        二、给水泵在火电厂空冷机组的应用
        液力耦合调速电动给水泵,是发电厂生产过程的主要辅机之一。燃煤火力发电机组锅炉全配置的液力耦合器调速电动给水泵,耗电量约占单元机组发电量的2.5％～4％左右（因纯凝、供热、空冷、压力等因素而不同），是机组辅机中最大的耗电设备，尤其是空冷机组，厂用电率高达10％左右。与传统的安装在管道上的调节阀相比，液力耦合器具有30％左右的节能效果。但耦合器调速过程泵轮和涡轮有滑差存在，输出端转速由高到低，滑差由小到大，滑差本质上是一种摩擦的表现形式，摩擦就会生热，这个热量不会去做功的，是纯粹的损耗。电动给水泵耗费的电功率除了正常所需外，液力耦合器滑差调节产生的热耗损失了部分功率，直接影响到全厂的供电煤耗、发电成本等指标。
        在火电厂中使用的变频给水泵的电压和接线的选择可以改变给水泵的功率和能量损耗的百分比。优化变频给水泵的接线方案必须打破传统的接线方案，要运用新型技术来优化变频给水泵的接线方案，完善变频给水泵的接线方案，增加变频给水泵的接线的监测技术，提高变频给水泵的输电功率，降低变频给水泵的输电能损。也要改变变频给水泵的接线的环境，要对环境的温度、湿度等条件进行控制，提高接线的安全稳定性和输电效率。

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防止接线线路出现老化等现象，保证变频给水泵的安全运行。
        三、变频给水泵在火电厂空冷机组的节能措施
        随着我国对环保节能理念的重视，在许多设备上都体现了环保节能，因此，也要在液力耦合调速给水泵进行优化，让火电厂空冷机组变得更节能。要对变频给水泵进行分部优化，分部来提高变频给水泵的效率，让变频给水泵更加节能。
        （1）改变变频给水泵耦合器。变频给水泵的转速与耦合器的转速不同，变频给水泵通过改变的电压来调节输入的转速，经过耦合器来调节输出的转速。改变变频给水泵耦合器和涡轮一般有三种方法，进行置换式来增加齿轮箱、进行直驱式调节和运用多功能液力耦合器。置换式是将原来的液力耦合器置换成增速的齿轮箱，对变频给水泵的输出转速进行调节，增加前置泵的驱动力，这样既可以改变变频给水泵的转速，也可以将变频给水泵变得更加节能，减少能量的损失。直驱式是指把原来的耦合器和涡轮去掉，运用联轴器将输入的转速和输出的转速连接起来，减少因耦合器和涡轮造成的能损，用变频器来调节变频给水泵的输出转速。这种方法可以有效的提高工作效率，减少能量损耗，但这种方法的运行稳定性很难保证。多功能液力耦合器是不改变液力耦合器，然后将液力耦合器的功率调节百分之百，补充润滑油，要采用外部补油设备对液力耦合器进行润滑油的补充，也要加大工作油的压力，提高润滑油的质量。多功能液力耦合器可以提高转速，使输入转速和输出转速的功率相等，让变频给水泵的功率提高，减少能量损失，但多功能液力耦合器需要的润滑油的质量高、成本高。因此对变频给水泵耦合器和涡轮的改变要结合火电厂空冷机组的实际情况进行改进。
        （2）改进变频给水泵的电动机。优化变频给水泵，提高变频给水泵的功率，降低变频给水泵的能损，改进变频给水泵的电动机是最直接最有效的方法。要将变频给水泵的电动机更换成高速的电动机，在前置的泵中增加一台高速的电动机，拖动前置泵的定速运行，提高前置泵的运行效率。要对液力耦合器进行拆除，提高电动机的运行效率。改进变频给水泵的电动机，能够增加机组的传动效率，减少前置泵的调转方向的次数，提高机组的稳定性，让节能效果达到最理想的状态。
        （3）实例：某3*300MW电厂给水泵电机为湘潭电机，型号：YKS800-4，每台机组采用三台50%容量的电动给水泵为锅炉供水，正常运行方式为两用一备，液力耦合器控制，采用6KV高压电机同轴驱动电动给水泵和其前置泵。利用变频装置对原给水泵系统进行调速控制流量与压力满足工艺要求，改变原有液力偶合器效率较低的调速控制方式，从而实现节能的目的。设以下保护：过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、超频保护、失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护、风温保护等，并能联跳输入侧6KV开关柜。保护的性能应符合国家有关标准的规定。变频装置应具有事故追忆功能，事件分辩率不大于20ms。设有交流输入/输出电压、输入/输出电流、输入/输出频率、输入/输出功率、功率因数等参数的数据显示。接受机组分散控制系统DCS的控制指令，并反馈变频装置的主要模拟量、状态信号和故障报警信号，给水泵组厂用电率从占比3.0%降到1.7%，节能效果明显。
        结束语：
        综上所述，变频给水泵在火电厂空冷机组的应用与节能是十分重要的，要积极探讨变频给水泵在火电厂空冷机组的应用中出现的问题并努力解决，不断创新变频给水泵的技术，运用先进的科学技术优化变频给水泵，让变频给水泵更加的节能，要结合火力发电厂中空冷机组的实际情况来调节变频给水泵。
参考文献：
【1】孟辉.火电厂大容量水泵的性能监测与运行优化[D].北京:华北电力大学,2003.
【2】郭寅.《新时期火力发电厂中的电气节能降耗问题分析》[J].中国高新技术企业, 2014,(2):78~79.
【3】徐松《给水泵站的变频调速技术研究与经济运行》[D].武汉:武汉大学, 2004.