托电5号机凝结水泵变频改造及优化运行实践

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 托电 5 号机凝结水泵变频改造及优 化运行实践 摘 要： 托克托发电公司 5 号机 凝结水泵由定速电动机直接驱动，当负 荷变化引起给水流量变化时，凝结水泵 无法自动调节出口流量，从而影响凝结 水泵的效率和给水调节系统的稳定性。 增加变频器后，可以通过改变凝泵频率 来改变凝泵出口流量，从而改善调节品 质，提高凝泵的效率，达到节约厂用电 的目的。 中国论文网 /4/view-12682595.htm 关键词：凝结水泵 变频 优化运行 Tuoketuo power company Frequency Converter of Condensate water -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 pump application Li-Haifeng （TUOKETUO POWER CO.，LTD ，Huhehaote 010206，China） Abstract： TuoKeTuo power company # 5 machine condensate pump motor driven directly by the varied load change， when the water flow change， can automatically adjust the condensate pump outlet flow， which affects the efficiency of the condensate pump water and the stability of control system. After the inverter， can increase by changing of condensate pump frequency to change of condensate pump outlet flow， thereby improving quality， improve the regulation of condensate pump efficiency， save the apc. Key words： Condensate water pump、Frequency、Optimize operation 中图分类号：TM621 文献标识 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 码：A 文章编号： 1003-9082（2015）11-0289-01 一、概述 内蒙古大唐托克托发电有限责任 公司三期工程（5 号机和 6 号机） 2600MW 汽轮机为东方汽轮机厂生产， 型式为亚临界、一次中间再热、单轴、 三缸四排汽、直接空冷凝汽式。凝结水 泵为上海凯士比泵有限公司生产的两台 100%容量 NLT500570SS 型筒形立 式凝结泵，1 台运行，1 台备用。凝结 水泵用于将汽轮机排气装置内的凝结水 送至除氧器，同时向汽轮机低压旁路、 汽轮机低压缸及其它减温器提供减温喷 水。凝结水泵在变频器改造前运行方式 为凝结水泵由定速电动机直接驱动，凝 结水量由泵后调节阀控制。当运行泵事 故跳闸时，备用泵能自动投入运行。现 改造为：增加一台公用变频器，通过一 台变频器来单独控制每台凝结水泵的频 率，从而实现凝结水流量的控制。 二、改造的必要性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 定速电动机直接驱动的凝结水泵， 无法改变凝泵出口流量，当给水流量扰 动时，调节系统只能通过控制出口母管 调门开度来调节流量，由于凝泵转速不 变，所以会影响凝泵的运行效率。5 号 机凝结水泵改造前试验，在流量 1714 立方米/小时左右时泵的运行效率为 78.29%，比此点设计值 84.58%略低， 说明泵的实际运行效率偏低设计较多。 凝结泵由于原设计参数裕量太大，加上 机组年平均负荷较低，水泵在改造前为 定速驱动，所以水泵消耗的电功率很大。 使整个系统装置运行效率很低，只有 51.48%。为了节约厂用电，公司决定对 凝结水系统进行改进。 三、改造的前提条件 根据对 5 号机 1 号凝结泵的测试， 在真空 42KPa 的条件下，负荷 568.9MW、主凝结水量已经达到 1667.5 吨（体积流量 1715 立方米） ，低压加热 器的出水温度和除氧器压力都超出了最 大出力工况的对应值，说明机组的耗汽 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 量已经超过了最大出力工况的耗汽量， 以此工况所测得流量作为改造泵能够满 足的流量、可以满足最大出力需要。 四、改造的技术原则 由于原设计选择流量扬程太大： 导致实际泵的工况、使导叶出口流速低， 轮周速度大，使流体进入动叶的方向偏 离了动叶入口角，这是泵的实际效率低 于设计效率的主要原因（如下图） 。 所以改进的主要指导原则如下： 1.根据机组负荷变化的特点、以 背压 25 千帕 97%负荷为高效点作为改 进参数的选择依据，这样可以在一定程 度上兼顾负荷在较宽范围内、不至于效 率下降太多。 2.增加动叶流量，以增加比转速， 便于优化设计提高水泵效率（作用是增 加流量、降低扬程、提高效率） 。 3.拆掉一级叶轮，使泵的出口压 力下降与系统阻力基本相适应，泵的富 裕扬程取一级叶轮是完全可以的，这项 工作电厂完全可以完成，不属于改进的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 技术范畴。 4.更换一个具有稳流网、消音器 的调整门，以提高系统的稳定性，尽量 减少系统波动对水泵的影响。 需要将扬程削减，由原设计 292m 削减到 232-234m，效率提高到 =82.5%，改进优化凝结泵的配套性。 根据泵的结构和改小的目标，可 利用原叶轮、蜗壳进行通流部分改造， 进一步提高泵的运行效率，挖掘泵的节 能潜力。 五、改造方案 1.改变叶片出口角：非工作面出 口边减少 3。 2.打磨静叶流道：尽量减小静叶 出口角，适应低负荷静叶流出速低造成 动叶冲角过大降低水泵效率。 3.扩宽叶轮出口流道，前后盖板 出口出圆弧过渡降低出口涡流损失。 4.取一级叶轮（第 3 级） ，使泵的 容量与整个系统相适应。 六、 改进前后对比分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 1.改后泵的运行效率比较 改造后性能测试，在工频运行负 荷 600MW 时：和改进前用两个效率作 比较，最大的差异是装置效率提高了 12.87%。第二是水泵效率提高了 7.09%，实现了在高负荷下净效率提高 7%的目标：一、改变导叶角效率提高 5%; 二、改变动叶出口几何形状效率提高 2%; 三、拆一级叶轮在低负荷下提高泵的转 速达到提高效率的目的，这主要是在变 频驱动的的条件下才可以体现出效益。 泵的实际运行效率（85.38%）非常接近 设计效率（85.5%） ，完全达到了设计意 图。 2.节电效果 泵的节电效果原则上是以同样定 速旋转的条件下相比，因为在小修中水 泵的通流部分和驱动方式同时进行了改 造，所以实际的节电效果主要是在变频 运行的条件下能够实现的效果。下面从 两个方面比较： 2.1 工频运行效果比较 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 同样工频运行条件下：负荷 600MW、改进后电流下降 54.6 安培， 考虑到功率因素的不同（改前 0.89、改 后 0.93） ，实际有功功率下降 450 千瓦， 耗电下降 21.34%，达到了下降 20%的 目的。 2.2 变频运行效果比较 变频运行效果的比较，从 5 号机 自身相比，变频投运后同样 60 万负荷 时电流下降 33 安培，有功功率下降 315 千瓦，和#1 机同样投运变频但没有改泵 的情况比、在 600MW 负荷条件下电流 下降 12 安培，考虑到空冷机在同样负 荷下流量相差 2%，影响到有功功率相 差 4%的客观情况，实际电流相差 17.6 安培，有功功率相差 168 千瓦。随着负 荷的降低变频条件下叶轮线速度也在降 低，改进的水泵优势也在减少，80%负 荷以下趋于一致，所以高负荷比较得到 的优势只能按一半计算，功率下降 84 千瓦，按年运行小时 7500 计算，全年 节电 63 万千瓦时。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 七、改造的不完善之处 叶轮改造后由于角度的改变，对 系统的波动比较灵敏，所以在改造时为 了提高系统的稳定性，在改造时把调整 门更换为具有稳流性的调门，在门内安 置了稳流网和消音器。意图是提高系统 的稳定性，但从试验的效果看、电流波 动较大没有起到应有的作用。不过完全 能够达到调整功能。 八、结束语 在国内亚临界机组凝结水系统的 水泵和阀门配置基本相仿，在经济运行 方面存在很大问题，但由于 KSB 系列 水泵产品质量好，亚临界机组发展很快， 对经济运行的研究不够，不少研究