一、概述

目前，在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中，火電裝機(jī)容量占74%，發(fā)電量占80%;因此火電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能改造工作是非常重要的。火電廠中的各類輔機(jī)設(shè)備中，風(fēng)機(jī)水泵類設(shè)備占了絕大部分，而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)代，火電機(jī)組調(diào)峰力度也隨之加大，這些機(jī)組的負(fù)荷變化范圍很大，必須實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的流量，蘊(yùn)藏著巨大的節(jié)能潛力。目前調(diào)節(jié)流量的方式多為節(jié)流閥調(diào)節(jié)，它并不能大范圍調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率，所以浪費(fèi)了大量的能源。隨著世界能源危機(jī)影響范圍越來(lái)越廣，人們對(duì)節(jié)約能源的意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)，我國(guó)在電力行業(yè)的改革為適應(yīng)新形勢(shì)逐步的深化。降低發(fā)電成本，提高單位能耗的發(fā)電量，已成為各火電廠努力追求的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，要求也越來(lái)越迫切。而采用變速調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)和泵類達(dá)到節(jié)能目的，已成為共識(shí)。

另外，交流高壓電機(jī)的直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊，在很短的起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子籠型繞組及阻尼繞組將承受很高的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，致使籠條的端環(huán)斷裂。而且能造成定子繞組絕緣的機(jī)械損傷和磨損，從而導(dǎo)致定子繞組絕緣擊穿。直接起動(dòng)時(shí)的大電流還會(huì)引起鐵芯振動(dòng)，使鐵芯松馳，引起電機(jī)發(fā)熱增加。由于變頻器可以做到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高且平滑無(wú)沖擊，對(duì)延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證機(jī)組正常運(yùn)行是很有必要的。還有現(xiàn)在電廠的自動(dòng)化程度不斷提高，運(yùn)行工藝對(duì)輔機(jī)設(shè)備的控制性能的改善也是十分迫切的，例如在燃料控制系統(tǒng)中，采用精確度很高的變頻調(diào)速可以大幅度地改善爐內(nèi)的燃燒工況，從而節(jié)煤、節(jié)水，并可節(jié)省這些物料的運(yùn)輸、處理能量等。有更精準(zhǔn)的設(shè)備是必然會(huì)出現(xiàn)更優(yōu)良的工藝，從而生產(chǎn)效率，這已不再簡(jiǎn)單地局限在節(jié)能的范疇。

本文針對(duì)電廠泵類輔機(jī)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況，介紹變頻改造案例。

二、宣威電廠凝結(jié)水泵簡(jiǎn)介

在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的蒸汽在凝汽器冷卻凝結(jié)之后，集中在熱水井中，這時(shí)凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水及時(shí)地送往除氧器中。維持凝結(jié)水泵連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行是保持電廠安全、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的一個(gè)重要方面。

監(jiān)視、調(diào)整凝汽器內(nèi)的水位是凝結(jié)水泵運(yùn)行中的一項(xiàng)主要工作。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，凝汽器內(nèi)的水位不能過(guò)高或過(guò)低。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升高時(shí)，凝結(jié)水量增加，凝汽器內(nèi)的水位相應(yīng)上升。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，凝汽器內(nèi)水位相應(yīng)降低。

國(guó)電云南宣威電廠凝結(jié)泵電機(jī)為6kV/1000kW電機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)有較大裕量，每臺(tái)機(jī)組配備二臺(tái)凝結(jié)泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。為安全起見(jiàn)要求變頻器可以在兩臺(tái)電機(jī)間切換運(yùn)行，并保留電機(jī)原有的進(jìn)線開(kāi)關(guān)。

三、運(yùn)行分析

相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果如下：

表1工頻和變頻調(diào)速凝結(jié)水泵的輸入功率對(duì)比

由于凝結(jié)水泵在設(shè)計(jì)時(shí)留有很大余量,實(shí)測(cè)結(jié)果50%負(fù)荷時(shí)節(jié)能率為70%，滿負(fù)荷時(shí)節(jié)能率也達(dá)15%。節(jié)能效果十分明顯。同時(shí)，電機(jī)變頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流平穩(wěn)上升,電機(jī)啟動(dòng)非常平穩(wěn)。

四、節(jié)能效益計(jì)算

全年發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間按7200h計(jì)算，其中雙泵運(yùn)行時(shí)間和單泵運(yùn)行時(shí)間各占一半，發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷、80%負(fù)荷、70%負(fù)荷、50%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間均為1800h，電費(fèi)成本為0.2元/度。

機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)，在變頻泵運(yùn)行情況下，年至少節(jié)省電費(fèi)：67320元

機(jī)組80%負(fù)荷時(shí)，在變頻泵運(yùn)行情況下，年至少節(jié)省電費(fèi)：90000元

機(jī)組70%負(fù)荷時(shí)，在變頻泵運(yùn)行情況下，年至少節(jié)省電費(fèi)：202500元

機(jī)組50%負(fù)荷時(shí)，在變頻泵運(yùn)行情況下，年至少節(jié)省電費(fèi)：315000元

在滿負(fù)荷全年運(yùn)行至50%負(fù)荷全年運(yùn)行情況下，投入一臺(tái)北京合康億盛公司生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器后，全年可節(jié)約電費(fèi)平均達(dá)674820元左右。