600MW机组凝结水泵变频改造及应用

第３２卷第１期　２０１０年１月　华电技术　

Ｈｕａｄｉａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣，　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．１　

Ｊａｎ．２０１０　

６００　ＭＷ机组凝结水泵变频改造及应用　杨建平，赵作起　（华电包头发电有限公司，内蒙古包头０１４０１３）　

摘要：分析了华电包头发电有限公司２×６００ＭＷ燃煤机组凝结水系统存在的问题，解决了凝结水系统管道振动等问　题，并取得了显著的节能效果，为类似机组凝结水泵变频改造提供了借鉴。　关键词：凝结水泵；变频；除氧器水位　中图分类号：ＴＫ　２６４．１２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７４—１９５１（２０１０）０１—００４１—０２　

Ｏ　引言　华电包头发电有限公司根据２台６００　ＭＷ调峰　机组低负荷时凝结水系统压力高、节流损失大、凝结　水泵电耗高及凝结水管道、上水调门振动大对机组　安全和经济方面的影响，于２００８年５月对　１、　２机　组凝结水泵电动机进行了变频改造，以最大限度地　减少节流损失，降低能耗，提高经济效益，保证凝结　水系统的安全运行。　

ｌ设备概况　华电包头发电有限公司汽轮机采用哈尔滨汽轮　机厂制造的Ｎ６００—１６．６７／５３８／５３８型亚临界、一次　中间再热、三缸四排汽凝汽式机组；锅炉采用上海锅　炉厂制造的ＳＧ一２０２３／１７．５一Ｍ９１４型亚临界、中间　再热、强制循环汽包炉，配有德国ＢＯＭＡＦＡ公司　３０％的二级串联启动旁路。汽轮机回热系统设有３　个高压加热器、４个低压加热器、１个除氧器共６级　抽汽。凝结水系统设有２台１００％立式凝结水泵，　给水系统设有２台５０％汽动给水泵和１台３０％电　动给水泵。　

２　凝结水系统运行流程及存在的问题　２．１凝结水系统流程　凝结水系统设计流程：凝汽器热井一２台互为　备用的凝结水泵一凝结水精处理一轴封加热器一除　氧器上水调门一４台低压加热器一除氧器。　每台机组装配２台１００％容量的凝结水泵，正　常１台运行１台备用。凝结水泵为长沙水泵厂生产　的ＣＴ２０Ｄ一４ａ型水泵，驱动电机为湘潭电机股份有　限公司生产的ＹＫＳＬ６３０—４型电动机。　

收稿日期：２００９—０６—２２　

２．２存在的问题　华电包头发电有限公司２台机组均为调峰机　组，为自动发电控制ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏ１），负荷一般在３５０～６００ＭＷ之间调整，低负　荷相对运行时间较长。由于凝结水泵为定速泵，除　氧器水位采用除氧器上水调门自动或手动调节，凝　结水压力在２．７～３．７ＭＰａ之间调整，导致凝结水泵　长期在非经济工况下运行。低负荷时，一方面造成　凝结水压力偏高，凝结水管道及调门振动大、系统噪　音大，除氧器上水调门线性变差、调门大幅波动使除　氧器上水流量和除氧器水位大幅波动，威胁机组安　全；另一方面凝结水系统节流损失大，凝结水泵效率　低，电能损耗大。　

３凝结水泵控制系统改造　凝结水泵变频改造是通过改变凝结水泵电动机的　频率来控制泵的转速，并通过降低凝结水泵转速来降低　泵出口的压力，从而消除凝结水管道及调门的振动，降低　噪音，最大限度减少节流损失，降低能耗，提高经济效益。　２００８年５月，华电包头发电有限公司利用２台　机组的大、小修机会，对　１、　２机组凝结水泵分别进　行变频改造。　３．１变频改造方案　凝结水泵变频采用“一拖二”的改造方式，即　Ａ，Ｂ凝结水泵共用１台变频器。机组运行中采用变　频凝结水泵运行、工频凝结水泵备用的方式。当凝　结水泵变频运行时，除氧器上水调门保持手动全开　状态，利用变频器自动调节凝结水泵转速控制除氧　器水位；当工频凝结水泵运行时，原方式不变，采用　除氧器上水调门自动或手动控制除氧器水位。凝结　水泵变频器示意图如图１所示。　３．２热工保护回路的修改　（１）凝结水泵在工频运行时，凝结水压力低联　动备用泵的保护定值不变，仍为２．５　ＭＰａ。　・４２・　华电技术　第３２卷　１　ｌ　＾　广］　ｌ　Ｉ６２１１２ ｌ６２２１１　Ｌ『Ｊ　ｌＴ　ｌ　ｌ　＼＼ｂ　篓　

Ｉ　６２１１２—１　Ｉ　６２２１１－１　

变频器　１　２机组Ａ凝结水泵　１苷２机组Ｂ凝结水泵　Ｉ　变频器负荷侧工、　Ｉ变频器负荷侧工、　ｌ　变频转换刀闸　ｌ变频转换刀闸　

图１凝结水泵变频器示意图　（２）凝结水泵在变频运行时，凝结水压力低联　动备用泵的保护定值为０．６～２．５　ＭＰａ（随除氧器的　压力变化而变化），并且在凝结水泵变频画面中始　终跟踪显示压力低联锁保护的定值。　（３）增加除氧器上水调门自动调节和凝结水泵　变频自动调节互相闭锁逻辑，即除氧器上水调门在　自动时，禁止投凝结水泵变频自动；同样，凝结水泵　在变频自动调节时，禁止除氧器上水调门投自动，防　止２套自动调节相互扰动。　（４）凝结水泵在变频状态下，当变频器启动后　转速在６００　ｒ／ｍｉｎ时联动开启出口电动门；变频器停　运或故障跳闸时联动关闭出口电动门。　（５）凝结水泵变频运行、工频备用时，如变频器　故障、６　ｋＶ开关故障及凝结水压力低保护动作，工　频凝结水泵联锁启动，除氧器水位调节阀根据当时　负荷自动关闭至一定的开度，这一开度是依据日常　运行获得的经验曲线，待调节阀关闭至一定开度后　由运行人员手动干预维持除氧器水位。　（６）为保证凝结水母管压力，变频凝结水泵最　低转速为５０％额定转速，即在７４４．５—１　４８９　ｒ／ｍｉｎ　之间调整。在报警画面中增加凝结水泵转速低（小　于８５０　ｒ／ｍｉｎ）的报警功能，提示运行人员适当关小　除氧器水位调节阀，保持凝结水泵的变频调节能力。　４凝结水泵变频控制系统投运　４．１变频器投入　关闭除氧器上水调门，检查凝结水再循环门开　启，凝结水泵具备启动条件，合上变频凝结水泵６ｋＶ　开关，投入凝结水泵变频器，检查凝结水泵转速上　升，出口压力缓慢上升，６００　ｒ／ｍｉｎ时，检查凝结水泵　出口门自动开启。转速升至５０％额定转速时停止，　缓慢调整除氧器上水调门至某一开度。当除氧器水　位至正常水位时，投入凝结水泵变频自动。投运过　程中注意对凝结水泵电动机轴承振动及轴承温度的　监视，变频投运后，调整除氧器上水调门开度，在保　证安全的情况下最大限度地节约电能。　４．２变频运行的几种方式　（１）工频凝结水泵运行切换为变频凝结水泵运　行。检查除氧器上水调门投自动，变频器在手动位　置，启动变频凝结水泵，将变频转速加至工频转速，　停运工频凝结水泵；除氧器水位稳定后，将除氧器上　水调门切为手动方式，投入凝结水泵变频自动控制，　缓慢开大除氧器上水调门至某一开度。　（２）变频凝结水泵运行切换为备用工频凝结水　泵运行。切除变频器自动为手动方式，将除氧器上　水调门由手动切换为自动控制方式，启动备用工频　凝结水泵正常后停运变频凝结水泵。　（３）变频凝结水泵运行，工频凝结水泵备用，变　频凝结水泵跳闸，工频凝结水泵联动。检查除氧器　上水调门超驰关小至某一开度，随后运行人员根据　除氧器水位调整除氧器上水调门开度，在除氧器水　位稳定后，投入除氧器上水调门自动。　（４）变频凝结水泵运行，工频凝结水泵备用，工　频凝结水泵误启动。检查除氧器上水调门超驰关小　至某一开度，运行人员立即解除变频器自动为手动　控制，手动调整除氧器上水调门至除氧器水位稳定，　投入除氧器上水调门自动，将变频凝结水泵转速升　至工频转速，停运工频凝结水泵，检查除氧器水位稳　定后，投入变频凝结水泵自动控制。　２００８年１０月，华电包头发电有限公司　１、　２机　组凝结水泵变频已全部投入，从根本上解决了凝结　水系统管道振动及上水调门波动问题，产生了较好　的经济效益。　５凝结水泵变频运行中存在的问题　在　１、　２机组凝结水泵变频运行过程中发现：　１机组Ａ凝结水泵电机、　２机组Ａ，Ｂ　２台凝结水　泵电机在８０％额定转速以下运行时，振动均超限，　由于变频范围小，致使节能效果较差；　１机组Ｂ凝　结水泵电机在６０％额定转速以下运行时，振动超　限，但该泵６０％额定转速以上转速范围已满足凝结　水系统的工作要求，节能效果较好。华电包头发电　有限公司决定择机对振动大的３台凝结水泵电机返　厂处理。　（下转第６８页）　・６８・　华电技术　第３２卷　在对出现卡涩的引风机调节挡板执行机构解体　时发现，执行机构的蜗轮在对应低开度附近的轮齿　磨损严重，呈刀刃状（如图１所示）。该执行机构蜗　轮、蜗杆均为铸铁件，当引风机运行过程中引风机挡　板在３３％开度左右频繁调节，造成蜗轮与蜗杆在一　个区域内频繁摩擦，致使蜗轮磨损进而造成调节挡　板卡涩。　

一　

图１轮齿磨损情况　在对３２引风机的调节机构解体检查时，发现蜗　轮磨损也已相当严重，针对该执行机构出现的上述　问题，决定对３２引风机的调节机构也进行更换。因　此，与设备制造厂家联系后，对现有引风机的４个执　行机构进行了更换。将原型号执行机构的铸铁件蜗　轮、蜗杆改为铜结构挡板，未再出现卡涩现象。　

３结束语　三河发电有限责任公司二期工程的引风机采用　液力偶合器调速与入口挡板联合调节方式，是对引　风机液力偶合器在入口调节挡板全开条件下运行时　出现工作油温度高所采取的一种折中运行方式，降　低了引风机采用液力偶合器的节能效果。在该调节　方式下，对调节挡板的执行机构提出了更高的要求。　在单一的调节挡板方式下，执行机构调节范围相对　较大，设备运行寿命也相对增加，而采用液力偶合　器、挡板联合调节方式后，挡板执行机构调节范围很　小，造成磨损加剧、设备寿命缩短。所以，在设备选　型过程中应综合考虑设备性能和材质，对于需要频　繁调节的执行机构可以考虑采用调节灵活的气动执　行机构，减少由于机械机构磨损而影响机组正常　运行。　（编辑：白银雷）　

作者简介：　彰金宝（１９７０一），男，河北廊坊人，工程师，从事发电厂　集控运行和技术管理方面的工作。　

（上接第４２页）　从以上数据分析，　１机组凝结水泵变频运行　６　效果　雯　笑　泵　

华电包头发电有限公司　１、　２机组凝结水泵电　机采用变频运行，经过近２个月的运行观察，凝结水　系统运行稳定，机组负荷越低，凝结水泵节能效果越　明显，具体数据见表１、表２。　表１　１机组Ｂ凝结水泵６０％一１００％　额定转速变频运行　

表２　２机组Ａ凝结水泵８０％额定转速　以上变频运行　

７结束语　华电包头发电有限公司２台６００　ＭＷ机组凝结　水泵变频改造后，从根本上解决了凝结水系统管道　振动大、噪音大、除氧器上水调门波动大除氧器水位　不稳定的问题；大大降低了凝结水的节流损失，节省　了厂用电，提高了凝结水泵效率，达到了预期目的，　取得了较好的经济效益和社会效益。目前，华电包　头发电有限公司在其他设备上继续推行变频技术，　以最大限度地降低厂用电率。　（编辑：白银雷）　

作者简介：　杨建平（１９７４一），男，陕西扶风人，助理工程师，从事电　厂运行管理和节能管理方面的工作。　赵作起（１９７１一），男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师，从事　电厂运行管理方面的工作。