电厂凝结水泵改用变频技术分析

1、!科技情报开发与经济SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT &ECONOMY 2010年第20卷第35期Analysis on a Mis-operation of Stand-by Power Supply sAuto-switch-on Device in an Old SubstationLI Yue-junABSTRACT :This paper expounds the actuating logic of stand-by power supply s auto-switch-on device ,analyzes the importance

2、of the blocking circuit of stand -by power supply s auto -switch -on device ,and through reviewing a mis -operation of 10kV stand-by power supply s auto-switch-on device in Jinsheng Substation ,probes into the reasons why the main transformer protection can t block the automatic switch of stand-by p

3、ower supply after taking off the section switch circuit in the main transformer protection of the old substation ,and connecting with the reality ,puts forward .In the end ,discusses the improvement plan .KEY WORDS :stand-by power supply ;auto-switch-on device ;mis-operation ;main transformer protec

4、tion在电力工业火力发(热电厂中,大容量风机、泵类设备应用广泛,能耗比较高,尤其是电厂负荷调峰变化时,风机、泵类设备的阀门及风门挡板相关部件如果没有加装(或改用变频器自动调节装置,风机、泵类设备就要随着机组负荷的变化做相应地关小或开大调整,不仅麻烦而且调节负荷的手段也比较落后。随着国家能源政策对节能减排和环境保护的要求,以及发电生产自动化水平的提高,风机、泵类设备改用变速自动化调节技术已成为发展的必然。1凝结水泵定速运行现状及问题大唐太原第二热电厂是20世纪50年代末期建设投产的老厂,在90年代后,经过4、5、6三期扩建建设,现电厂总规模容量为1200MW ,单机容量分别为3×20

5、0MW 和2×300MW 抽汽式供热机组,机组设备年利用6000h 、年发电量约7200GWh 、年供电量6454.8GWh ,另外还为太原市城区集中供热提供热源,为改善太原市城市环境和社会经济发展做出了巨大贡献。3×200MW 抽汽式供热机组,设计为每台机组配3台55%容量的凝结水泵,非采暖季节2台运行1台备用;采暖季节1台运行2台备用,以满足机组小负荷小流量的要求。但实际情况是,由于采暖季节供热负荷的变化,一直以来都是2台运行1台备用。这样就存在着下列问题:一是造成电耗电量增加,厂用电率增加;二是泵类阀门部件阻力增加,磨损加快,使用寿命缩短;三是造成系统不稳定。为了节能

6、减排,降低电耗电量,降低厂用电率,延长泵类阀门及设备使用寿命,降低系统阻力,提高系统的安全可靠性,电厂提出了改造凝结水泵方案,将原设计的定速运行改为变频自动调速运行。大唐太原第二热电厂利用机组设备大修期间,对3×200MW 抽汽式供热机组的凝结水泵先后实施了技术改造。即每台电机由原来的电气控制柜(1面改为3台泵合用2面变频自动调速柜,水泵、电机设备等不变。凝结水泵、电动机主要技术规范如下:凝结水泵:型号TLDTN 6;流量290m 3/h ;扬程170m ;转速1480r /h 。电动机:型号Y3554;功率250kW ;电压6000V ;转速1480r /h 。2凝结水泵改用变频调

7、速技术后的效果由于电机为直接启动或Y /D 启动,启动电流等于(47倍额文章编号:1005-6033(201035-0211-02收稿日期:2010-11-16电厂凝结水泵改用变频技术分析赵晓华,闫蕾(山西电力勘测设计院光华,山西太原,030002摘要:以大唐太原第二热电厂3×200MW 抽汽式供热机组凝结水泵为例,介绍了凝结水泵定速运行现状及存在问题,分析了凝结水泵改用变频调速技术后的效果。关键词:电厂;凝结水泵;变频技术中图分类号:TM621.3文献标识码:A211定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对配电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动对挡板和阀门

8、的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对配电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和相应阀门类部件材料的使用寿命,节省了设备的维护费用。由流体力学可知,P(功率=Q(流量×H(压力,流量Q与转速n的一次方成正比,压力H与转速n的平方成正比,功率P与转速n的立方成正比。如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速n可成比例地下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降,即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。目前,国内在水泵控制系统中使用变频调速技术,大部分是在开环状态下,即人为地根据

9、工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值,以达到调速目的。采用变频调速技术后,电机水泵的转速普遍下降,延长了设备的使用寿命,降低了设备的维修费用。同时,由于变频器启动和调速平稳,减少了对电网的冲击。变频调速器具有十分灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能,提高了电机水泵运行的可靠性。但是,由于高压变频器的逆变部分采用高压IGBT等功率器件,其开、关频率大于100Hz,易形成高次谐波电流,使得变频装置在工作时将产生一定的热量。一般在变频器柜的顶部均配有排风扇,它将柜内的热量排放到室内,使室内的环境温度不断升高,最终会影响柜内各器件的可靠运行。所以,在凝结水泵中一般变频调速装置放置在低压保安配电室内,

10、室内安装有空调设施,夏季控制室内环境温度在变频器所要求的范围内,同时设有通风门窗,并设有专门风道和排风扇进行通风和冷却。3节能减排效益分析大唐太原第二热电厂3×200MW抽汽式供热机组,共有9台凝结水泵,已先后利用大修做了技术改造,机组负荷在150MW 200MW时,每机2台凝结水泵运行,凝结水泵电机转速平均为1180r/min,比凝结水泵电机额定转速1480r/min减少了300r/min,凝结水泵电机运行功率下降,节约电耗和运行成本费用。3.1节能及成本费用计算全年机组负荷在140MW200MW时,2台凝结水泵流量平均减少67t/h,按机组年运行6650h、标煤价格为682元/t

11、、水泵效率=60%计算,那么凝结水泵安装变频后功率减少为:P=Q×H×g/3600×=33.5×170×10/3600×60%=26(kW,年节约用电量= 2×26×6650×3=1037400(kWh,年节约标煤量=0.35kg/kWh×1037400kWh/1000=363(t,年节约运行成本费用=363t×685元/t=24.76万元。3.2投资费用及回收期计算大唐太原第二热电厂为节约投资费用,每机由原来3台泵3面控制柜改为3台泵2面变频控制柜(互相切换使用,每台机组改造费用约6

12、5万元,投资回收期=65/8.25=7.88年。可见其投资回收期比较短、见效快(因为大中型火力电厂投资回收期一般为15年左右。3.3社会效益和环境效益分析发电企业是节能减排的重点,为此太原第二热电厂逐步对3×200MW抽汽式供热机组凝结水泵进行技术升级改造,不论机组在额定负荷运行,还是在小负荷、小流量情况下,凝结水泵在变频自动调节下都是非常节能降耗的。现变频自动调节凝结水泵运行,与改造前相比,年节约标煤约363t,煤的低位发热量约20511.4k J/kg,节约原煤约518t(煤可燃硫分1.5%、灰分15%、碳基可燃成分54%,减少CO2约1023t(按碳和氧反应式计算,1kg碳和2

13、.667kg氧气产生3.667kg CO2,减少SO2约15.54t(根据硫和氧反应式计算,1kg 硫和1kg氧气产生2kg SO2,减少灰渣排放量约82.88t。由此可知,其社会效益和环境效益也比较显著。4结语综上所述,变频调速技术用于水泵控制系统,具有调速性能好、节能效果显著、运行工艺安全可靠等优点。在大力提倡节能减排的今天,推广使用这种集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高科技节能装置,对于提高劳动生产率、节能能耗减排具有重大的现实意义。可以说,变频调速技术是一项利国利民、具有广泛应用前景的高新技术。(责任编辑:李敏第一作者简介:赵晓华,女,1957年3月生,1983年毕业于山西广

14、播电视大学电子专业,工程师,山西电力勘测设计院光华,山西省太原市,030002.Analysis on the Application of Frequency Technology in Condensate Pump in Power PlantZHAO Xiao-hua,YAN LeiABSTRACT:Taking the condensate pumps of3×200MW extraction heating unit in Datang Taiyuan Second Thermal Power Plant as the example,this paper introduces the present situation of and existing problems in the fi