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森蘭SBH高壓變頻器在新疆某電廠350MW機組鍋爐給水泵上的應用

一、前言

近10年來,高壓變頻調速技術的大量推廣對電力行業的節能降耗做出了巨大的貢獻,國內火力發電廠在工作輔機節能改造方面已進入普及階段,大部分的火電企業都開始轉變思路,敢于嘗試,在生產自耗電的降低方面取得了突破性的進展,輔機耗電量在使用高壓變頻調速技術后得到了進一步的遏制,大部分應用成熟的負載例如引送風機、循環水泵、凝結水泵等均已改造完成,那么如何更深入挖掘鍋爐輔機節能潛力成為了電力企業關注的焦點,在這種情況下,作為耗電大戶,給水泵的變頻節能改造成為了思考的方向!改造的誘惑:

①給水泵功率大,能耗高。

②節能潛力大?,F有改造經驗來講,對于負荷不滿的機組,通常節電率在20%左右(跟發電負荷有直接聯系)。

雖然足夠誘惑,但多數企業慎而又慎,遲遲不敢有所為,主要原因為:

①負載太重要,沒有案例,或者沒有經驗的指導,沒有用戶敢于下決心去改造,去嘗試,因為一旦改造出現問題,造成的影響會非常大,這個是主要原因。

②改造不僅涉及變頻器,還涉及機械方面的改造,變頻廠家不懂,機械方面廠家也不會去考慮。加之機械方面液力耦合器的改造和前置泵的改造工作難度較大,改造方案確定難度大,造成更沒人去動給水泵。

但數據顯示,世界發達國家早已把鍋爐給水泵系統作為推廣變頻調速節能改造的重點項目之一,國內也有企業敢于嘗試,這其中森蘭有幸成為用戶高度認可的變頻系統提供商。本文就針對森蘭在新疆某電廠的大功率鍋爐給水泵節能改造項目作為案例為給水泵負載的改造提出新的思路。

二、項目概況

新疆某電廠投運有5*350MW大型燃煤發電機組,該電廠10臺高壓大功率電動給水泵改造成為了森蘭給水泵改造的標志性項目,該電廠一期建成5個機組,先期先嘗試對5#機鍋爐給水泵進行了改造,改造后,其高額的收益、穩定的性能讓用戶下定決心一次性對一起剩余4個機組給水泵全部進行了改造,項目總計10臺大功率鍋爐給水泵。

機組配置如下:單臺機組鍋爐給水系統配備3臺50%鍋爐給水泵,采用2用1備運行方式。給水泵系統采用液力偶合器作為調速方式,其中給水泵采用鄭州電力機械廠的300TSBII-JB型,液力偶合器為德國VOITH公司的R16K400M。前置泵為鄭州電力機械廠生產的YnKn350/250J型水泵。系統整體示意圖如下:


系統由前置泵、電動機、液力偶合器(包含工作油路、潤滑油路部分)、給水泵組成,系統根據機組負荷變化,通過液力偶合器調節給水泵供水量的大小,以滿足鍋爐生產系統供水量的需要。

可以看出,如需進行變頻調速節能改造,就需要考慮前置泵調速后運行方式問題,變頻調速后液偶是否改造問題,改造后DCS控制方面的問題。

三、系統改造方案

面對復雜的系統,高難度的改造,森蘭進行了近一個月的現場調研,結合多年豐富的電廠應用經驗,與用戶進行了多次的現場交流與技術溝通,最終確認了一套最切合現場實際的改造解決方案,同時全程提供技術支持,指導用戶現場完成整個系統變頻改造,改造方案為:單個機組將兩臺運行泵改為變頻驅動,剩余一臺備用泵不做改動,仍采用液偶調速。改造機械部分包括液力偶合器、前置泵的改造,電氣部分包含電機側以及DCS控制系統改造等內容,改造內容較多,需要注意可考慮的細節也非常多,方案簡介如下:

3.1變頻器改造方案

項目采用一拖一限流方案:

此方案為一拖一的典型方案,QS1、QS2為隔離開關。隔離柜作用:方便檢修時有明顯的斷點,確保人身和設備的安全。

3.2機械改造方案

3.21.前置泵改造:根據現場數據采集統計,并仔細研究分析現場采集到的給水系統運行數據,最終確定前置泵無需進行改造的方案,打破原有“改變頻必改前置泵”的武斷策略,最終通過實踐證明,該電廠前置泵未改動的情況下,變頻驅動依舊就能夠滿足變頻改造后現有各個工況情況下的運行需要,不會出現汽蝕現象。為用戶節約了一大部分的成本投入并最大可能的不對原有成熟設計進行變更,減少改造風險。

3.2.2針對液偶調速的弊端,將液偶調速功能取消,改為增速箱連接,系統節電率得到最大化的保證。改造包括液偶本體的改造以及潤滑油路的改造,最終在確保電機、給水泵的穩定運行的前提下,最大化的挖掘節能潛力。

3.3 控制系統改造方案

結合原有控制特點,變頻器控制系統采用專用控制器,同時針對鍋爐各項調節狀態分析可能存在的風險,與原系統完美對接,使用邏輯策略來規避各項可能出現的突發狀況,最終將系統風險控制到最低,現場經過多項試驗最終保證了整個系統的穩定可靠。

四、改造效果

1、經過1個月的現場施工,項目正式投入運行,投入之初即收到了預期的節能效果,節電率高達20%以上,降低了1個百分點的廠用電率。受到了用戶的一致好評。

2、對現場的控制以及可靠性方面做了大量的試驗,最終證明改造后系統仍可保持原有的備用方式并不影響給水系統的可靠性,并未引發可能存在的改造風險,項目實施圓滿結束。

改造現場:

五、總結

大功率鍋爐給水泵的突破性改造,標志著大型火力發電機組變頻節能改造新的高度,其顯著的節能效果,穩定可靠的產品性能,完美的解決方案,是改造成功實施的原動力,為國內電力企業節能降耗提供了新的思路,項目在新疆地區起到了標桿作用,森蘭也再次證實了作為國產變頻領軍企業的雄厚技術實力。



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