凝泵电机变频改造方案.pdf

2010 No 2 77 文章编号 1004 289X 2010 02 0077 03 凝泵电机变频改造方案 钱叶忠 赵海燕 丁英娜 1 华润电力 菏泽 有限公司 山东 菏泽274000 2 北京电力设备总厂 北京 100000 3 辽 宁省水利水电勘测设计研究院 辽宁沈阳 110008 摘要 对引风机 送风机 增压风机 凝结水泵等高压电机逐步进行变频改造 会减少电能的浪费 关键词 节能 高压电机 变频改造 中图分类号 TM32 文献标识码 B Reconstruction Scheme of Condensate Pump Motor Variable Frequency QIAN Ye zhong ZHAO Hal yan DING Ying n口 1 Huarun Electric Power Heze Co LTD Heze 274000 China 2 Beijing Electric Power General plant Beijing 100000 China 3 Liaoning Design and Research Institute of Hydraulic and Hydroelectric Exploration Shenyang 1 10008 China Abstract The variable frequency of a high voltage motor for the draugh fans blowers pressurized fans and condensate pumps are grandually ansformed reducing the waste of electric energy Key words energy conservation high voltage motor variable equeney reconstruction 1 引言 2凝泵高压变频改造实例分析 随着电力系统商业化运营的实施 发电厂的节能 降耗日显重要 降低发电成本变的越来越紧迫 我公司 机组最初是根据300MW机组的最大容量设计 风机水 泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型 随着电 网供电容量的增加机组运行方式变化及锅炉设备的改 进与完善 部分风机 水泵出现了明显的功率裕量过大 问题 造成电能浪费和调节特性变差 设备的运行经济 性降低 为了抑制厂用电率 提高经济效益 我公司计划对 引风机 送风机 增压风机 凝结水泵等高压电机逐步 进行变频改造 其中 首先进行凝泵高压变频改造 2 1凝泵运行状况 凝结水泵是汽轮机热力系统中的主要辅机设备之 一 它的作用是把凝汽水箱的凝结水经低压加热器加 热后送人除氧器内维持除氧器水位平衡 凝结水系统 的工艺简图如图1所示 在实际应用中 凝结水泵工频实际运行时严重偏 离经济运行工况 超出了机组带部分负荷时的实际需 要量 运行时不得不依靠关小阀门来节流调节 耗能约 为30 一50 这种通过调节再循环门开度控制凝泵 出口的流量来调节凝汽器热水位的运行方式 大量的 电能白白浪费在管路和阀门上 既不经济节能 也不易 控制 参考文献 1 胡度生 电机学 J 中国电力出版社 2005 2 周鹗 电机学 J 水利水电出版社 1995 3 许实章 电机学 上 下册 J 机械工业出版社 1988 4 谢明琛 电机学 J 重庆大学出版社 1995 5 王毓东 电机学 J 浙江大学出版社 1990 6 叶东 电机学 J 天津科学技术出版社 1995 7 李发海 电机学 上 下册 J 科学出版社 1982 收稿日期 2010一O1 24 78 2010 No 2 幽1 存在的缺陷主要有以下几个方面 1 凝结水泵额定功率为900kW 在不同负荷情况 下均在额定功率下运行 很不经济 2 手动调节阀门来节流控制流量 不易使机械设 备或生产过程处于最佳工作点运行 节流阀 挡板等带 来的附加损耗浪费了大量的能量 3 采用工频直接启动电机 瞬间电流大 对厂用 电网及电机本身有不利影响 2 2节能变频分析 异步电动机的转速n与电源频率 转差率s 电机 极对数P三个参数有如下关系 17 60f p 1s 由此可见改变 s P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 的方式 来改变电动机转速的 异步电动机的制造完成后 虽 然在带负载运行过程中由于负载变化 滑差率会略有 变化 但是由于凝结水泵对转速精度要求不高 因此可 以近似认为水泵转速与其拖动电机定子频率成线性关 系 而电机极对数为固定值 因此可以考虑通过调整 电源频率的方法来改变电机转速 随着科学技术的不断发展 高电压大功率半导体 器件和高速度控制芯片的出现 高压变频器应运而生 发电厂大型辅机的调速运行成为现实 从而降低了由 于阀门 挡板节流等带来的功率损失 达到节能的目 的 2 3预计节能效果 1 凝结水泵工况 2 凝结水泵节能分析 凝结水泵改造前工频运行功率 白天85 一 100 负荷 P1 U X X 1 732 X cos b 6 100 1 732 0 85 883 3kW 凝结水泵改造前工频运行功率 夜间50 80 负荷 表1 水泵参数 电机参数 序号 一 水泵铭牌或随机样参数 二 水泵实际运行参数 NI I350 400 6立式筒 型号与类型 电动机型号 YLKK50o 一4 袋式多级离 心泵 额定扬程 m 27O 额定功率 kW 9oO 额定流量 m3 h 87l 定子额定电流 A 103 3 各工况运行下的相关参数 1 工况 白天 夜晚 2 负荷 280 32OM l5OM 3 母管压力 2 5Mpa 3 1Mpa 4 流量 784m3 h 522m3 h 5 阀门开度 9O 6O 6 电流 lOOA 80A P1 1 732 U coo 1 732 6 80 0 82 681 7kW 凝结水泵改造后变频运行预计功率 在85 一100 负荷时 变频运行时电机耗电功 率 P2 PN n3 900 0 9 656 1kW 在50 一80 负荷时 变频运行时电机耗电功率 P2 PN n3 1高 1低 900 0 6 0 85 0 8 206 6kW 改造前工频运行电机日均耗电量 883 3 12 681 7 12 18780 kW h 改造后变频运行电机日均耗电量 亦 656 1 12 206 6 12 10352 4 kW h 综合凝结水泵节能比例 wT w 100 032 44 88 按全年5500h运行时间计算 每年节约电能 18780 10352 4 5500 24 193 13 10 kW h 2 4采用变频调速器其它优点 1 提高电源侧功率因数 下转第8l页 2010 No 2 8l 交流电源供电时 则交流电源的地线应和保护地线相 连 使用这种接地方式 可以避免因公共地线各点不 均所产生的干扰 7结束语 除了上述几种抗干扰措施以外 还有许多行之有效 的方法 其中负反馈电路所起的作用尤为突出 工厂里常 用的有速度负反馈 电压负反馈和电流截止负反馈等 a 单级电路的一点接地 b 多级电路的一点接地 c 整机的一点接地 图2一点接地不意图 总之 抗干扰问题是一个实践性很强的问题 每一 个系统 并不需要也不可能将各种抗干扰措施都用上 应具体问题具体分析 有了干扰源并不一定就会产生 严重的干扰后果 还要看干扰源的性质 强度 受干扰 者的抗干扰能力以及对系统的精度要求 再从技术上 工艺上 经济效益上多方面权衡利弊 决定所采取的对 策和措施 参考文献 1 韩天行 李秦 继电保护及设备的电磁兼容技术和电磁干扰的抑 制方法 J 2OOO 11 2 王煜东 传感器及应用 M 机械工业出版社 2008 6 收稿日期 2009 07 22 作者简介 蒙树森 1964一 男 黑龙江人 副教授 主要从事电子类课程的教学 与科研 上接第78页 原电机直接由工频驱动时 满载时功率因数为 0 8 0 9 实际运行功率因数远低于额定值 采用高 压变频调速系统后 电源侧的功率因数可提高到0 95 以上 大大的减少无功功率的吸收 进一步节约上级设 备的运行费用 2 降低设备运行与维护费用 采用变频调节后 通过调节电机转速实现节能 转 速降低 主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减 轻 维护周期 设备运行寿命延长 变频改造后风门开 度可达100 运行中不承受压力 可显著减少风门的 维护量 在使用变频器过程中 只需定期对变频器除 尘 不用停机 保证了生产的连续性 从实际改造情况 看 采用变频调速后 运行与维护费用大大降低 3 软启软停功能 采用高压变频改造后 电机实现软启软停 启动电 流不超过电机额定电流的1 2倍 对电网无任何冲击 电机使用寿命延长 在整个运行范围内 电机可保证 运行平稳 损耗减小 温升正常 无任何附加的异常振 动和噪音 4 增强电机的保护功能 与原来旧系统相比较 变频器具有过流 短路 过 压 欠压 缺相 温升等多项保护功能 更完善地保护了 电机 5 实现高度自动化 采用变频改造后 系统运行操作简单 运行方便 可通过计算机远程给定风量或压力等参数 实现智能 调节 3 结论 通过以上的变频改造 可以看到变频调速装置可 以使凝结水泵处于最佳运行状态 大大提高运行效率 达到节能的目的 凝泵电机的变频改造工程实施后 功耗随机组负荷变化而变化 从而提高了设备利用率 达到最佳经济运行模式的目的 在机组降负荷运行 时 具有非常明显的节能效果 收稿日期 2010 02 05 作者简介 钱叶忠 1970一 男 学士 研究方向 电力系统自动化及管理 赵海燕 1973一 女 电气工程专业工程硕士 北京电力设备总厂 丁英娜 1973一 女 学士 辽宁省水利水电勘测设计研究院