凝泵变频热工自动控制部分

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1、全国火电大机组（600MW级）竞赛第11届年会论文集热工凝泵变频热工自动控制部分卢纲刘鼓忠（上海吴泾第二发电有限责任公司）摘要：随着华东电网中大机组相继投运，多数电厂的负荷率呈下降趋势，供电煤耗、厂用电率趋于升高，节能降耗才能提高电厂在电力市场竞价上网和成本管理的能力。文章介绍了上海吴泾第二发电有限责任公司#2机组技术改造中采用凝结水泵变频调速的节能措施，阐述热工对除氧器水位的控制方式和调试以及节能情况的预测。关键词：热工控制系统；高压变频器；凝结水泵；凝结水系统；除氧器水位控制；节能1概述目前上海吴泾第二发电有限责任公司总装机容量为2×600MW机组

2、，分别于2000年7月和2001年5月投入商业运行。汽轮机主要技术参数：型号:N600-16.7/538/538型式:单轴,四缸,四排汽,一次中间再热凝汽式汽轮机额定工况设计参数额定功率:600MW主汽门前蒸汽压力:16.67MPa主汽门前蒸汽温度:538℃再热汽门前蒸汽压力:3.234MPa再热汽门前蒸汽温度:538℃冷却水温:20℃排汽压力:4.9kPa回热级数:8级(三高、四低、一除氧)给水泵驱动方式:小汽轮机(2×50%)低压末级叶片高度:905mm转速:3000r/min给水温度:274.1℃典型工况蒸汽流量:1801.449t/h典型工况净

3、热耗率:7862kJ/kWh冷却方式:全氢冷锅炉主要技术参数：锅炉最大蒸发量：2008t/h237全国火电大机组（600MW级）竞赛第11届年会论文集热工锅炉额定蒸发量：1784t/h额定工况设计参数过热蒸汽出口压力：17.3MPa过热蒸汽出口温度：541℃再热蒸汽进口压力：3.38MPa再热蒸汽出口压力：3.20MPa再热蒸汽进口温度：314℃再热蒸汽出口温度：541℃给水温度：269℃近年来通过多种方式及渠道开展节能降耗工作，我公司机组的供电煤耗得到了较大幅度的降低。2003年供电煤耗335克/kWh，2005年供电煤耗下降至330克/kWh，取得

4、了比较显著的经济效益。随着电网中大机组相继投产，机组的负荷率呈下降趋势，机组在低负荷运行时间加长。如不采取进一步措施，机组的供电煤耗、厂用电率将随负荷率的降低而升高。在火力发电厂中，各类泵和风机的用电量约占发电厂自用电量的85%。凝结泵是汽轮机热力系统中的主要辅机设备之一，它的作用是把凝汽器中的凝结水打入低压加热器加热后送入除氧器内。由于凝结泵采用定速运行，出口流量只能由控制阀门调节，节流损失大、出口压力高、管损严重、系统效率低，且经常发生泄漏，造成能源浪费，而且由于控制阀门为电动机械调整结构，线性度不好、调节品质差、自动投入率低；频繁的开关调节，容易

5、出现各种故障，使现场维护量增加，造成各种资源的浪费。我公司凝结水泵目前采用改变出口水位调整阀开度来实现凝汽器水位节流调节运行方式，凝泵电机在设计时就有一定余量，随着今后机组低负荷运行工况增加，凝泵出口水位调阀将存在较大的节流损失。因此，凝泵还存在比较大的节电空间。水泵变频调速调节与节流调节能耗比较:由流体力学理论可知，流体流量与泵或风机的转速一次方成正比，泵或风机的转矩以及压头与转速二次访成正比，而其功率则与转速的三次方成正比。从理论上分析，当流量由100%降至50%时，转速可从100%降至50%，此时压头降低至25%，而电机的轴功率则可降低至12.5

6、%。异步电动机的转速特性是：n=60f(1-s)/p(1)式中f---电源频率；s---转差率；p---电机级对数。可以看出，异步电动机的转速n与f、s和p有关。变频装置通过改变电源频率f来调节电动机转速，不存在滑差和节流作用等带来的能耗损失，而电机的能耗随转速的降低医三次方的速率下降，因此变频的节电效果明显优于节流调节。泵的性能特性关系式是：P=QH/(1000η)(2)式中P---轴功率；Q---流量；H---出口压力；η---总效率。阀门控制流量时泵的出口压力与流量的关系曲线如图1所示。238全国火电大机组（600MW级）竞赛第11届年会论文集热

7、工图1泵的出口压力与流量的关系曲线当水泵采用关出口阀门的节流调节时，受其节流作用时，泵后管网的流动阻力增加，泵的工作点沿恒转速曲线BD的A点(流量为100%的额定工况点)上升到B点(流量为70%的工况点)，泵的出口压力升高，流量减少。同时泵的工作效率沿曲线Y1从最高点下降到M点，总效率η从0.98降至0.80。通过计算，能耗减少约5%，耗电量减少不多而效率下降较大。当采用变频技术调节流量时(以流量从100%降至70%工况为例)，由于泵的出口阀门处于全开，只改变泵转速而不改变泵后管网阻力，当泵的转速降低时，泵的工作点从A点沿恒管网阻力AF下降到C点，即泵

8、的流量减少，出口压力降低，同时由于效率曲线随转速的变化从Y1移到Y2，泵始终工作在最大效率附近