2005年3月電力設(shè)備@eMar. 2005第6卷第3期Electrical EquipmentVol.6 No.3高壓變頻泵在母管制循環(huán)水泵上的合理應(yīng)用吳曉明(北京新電創(chuàng)拓科技有限公司,北京100043)摘要:天生港發(fā)電廠的循環(huán)水系在冬季運行時,存在運行方式不靈活、有較大電能損失的弊端,為實現(xiàn)節(jié)能、負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活的需要,對9號循環(huán)水泵進(jìn)行了高壓變頻改造,文章分析了如何在允許的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)水泵工作在高效區(qū),認(rèn)為管理特性的改變、水泵特性的合理配置是管網(wǎng)共母管制高效運行的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞:變頻;循環(huán)水泵;母管;節(jié)能中圖分類號:TM921.51天生港發(fā)電廠的循環(huán)水系統(tǒng)為單元母管制,7.8.9水泵的工況點使原來越出高效區(qū)的工況點回到高效區(qū)號循環(huán)水泵是為89號發(fā)電機(jī)組提供循環(huán)冷卻用水。該內(nèi)。因此能否改變水泵在管網(wǎng)中的特性曲線,適應(yīng)服泵組合原是為2 x 125 MW機(jī)組設(shè)計,該廠2002 年進(jìn)行了務(wù)點參數(shù)的變化,所進(jìn)行改造的水泵揚(yáng)程的欲量是改低壓缸擴(kuò)容改造,改造后單元容量為2x135 MW正常運造可行性的首要條件。循環(huán)水泵在不同轉(zhuǎn)速下的HQ行,2臺工作1臺備用。冬天,由于氣溫較低,2臺機(jī)組滿曲線示意圖見圖1。負(fù)荷運行時只需夏季用水量的65%。為節(jié)約電能。通常是1臺水泵運行,外加1臺300 kW小循環(huán)水泵補(bǔ)充水量。目前,小循環(huán)水泵已拆除,為保證冬季滿負(fù)荷發(fā)電，0.15MPa必須將2臺1 000 kW的循環(huán)水泵同時運行,為此將浪費0.11MPa40%左右的電能。為了使機(jī)組運行方式靈活,節(jié)約能源，0.09MPa對9號循環(huán)水泵進(jìn)行了高壓變頻器調(diào)速改造。1高壓變頻泵與工頻泵并網(wǎng)運行的可行性為適應(yīng)負(fù)荷和季節(jié)變化,7、8.9號循環(huán)水泵進(jìn)行0 Q2了水泵葉輪角度可調(diào)整和8號水泵電機(jī)變極改造,葉Q流量/m3s-1輪可變角度的改進(jìn)取得成功,8號水泵電機(jī)變極改造圖1循環(huán)水泵在不同轉(zhuǎn)速 下的特性曲線示意圖后在母管制的循環(huán)水系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速太低，造成水泵出口壓力低,以至于不出水而不能使用。圖中,N、N'曲線分別為工頻泵的泵葉角度在1.1在可調(diào)葉片角度泵中的應(yīng)用-49、-6°的H-Q曲線;n、n、n曲線分別為泵葉片冬季,晚間高負(fù)荷時,2臺1000kW泵需要同時角度在+2° .0°、-8°的H-Q曲線。運行。運行方式是,2臺泵都調(diào)至葉片最小角度夏季高峰期正常運行時,變頻泵運行在Q.,工頻(-8°),循環(huán)水量可滿足高峰負(fù)荷要求,電機(jī)工作電泵運行在01。低谷時,變頻泵和工頻泵都運行在Q2,流為1=2x70 A=140 A,功率因數(shù)僅為0.63。但在變頻泵與工頻泵出水量基本相等。此時變頻泵工作晚間低負(fù)荷時,僅需要1臺泵運行.將葉片角度調(diào)為在42 Hz.均工作在2臺泵高效區(qū)內(nèi)。汽輪機(jī)冷凝器+2*,另1臺泵停運,也需將葉片角度搖到+2° ,作為進(jìn)水壓力可以在一定范圍內(nèi)波動,所置換的熱量與汽事故熱備用,操作比較繁瑣。輪機(jī)排氣量、冷卻水的溫度、水量有關(guān),也就是與同一為了適應(yīng)節(jié)電需要和隨負(fù)荷調(diào)整方便.在其中9季節(jié)同一負(fù)荷下水的流速有關(guān)。在滿足母管水壓的號泵加裝了Diamond -HV06/1250高壓變頻泵。該廠同時,降低頻率至40Hz以下時,工頻泵出水量大于設(shè)計的3臺循環(huán)水泵(7.8、9號),3號循環(huán)水泵的葉變頻泵,并且效率開始降低。在本系統(tǒng)中,工頻泵運片角度可調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍為-8°~ +2° ,設(shè)計揚(yáng)程18行在最小葉片角度.變頻泵運行在最大葉片角度。變m,管網(wǎng)水壓可在0.085~0.12MPa之間波動,因此也頻泵運中國煤化工繼續(xù)降低變頻泵將給管網(wǎng)水泵配置和調(diào)速節(jié)能留有了很大空間。水泵由于日|Y片CNMHG因為悶泵而引起振調(diào)速只能改變水泵的特性曲線并不能改變水泵的性能動。2臺泵工作的最佳區(qū)域為42 ~48 Hz。和管路特性,工程.上采用水泵調(diào)速、調(diào)流量之所以節(jié)為了適應(yīng)冬季對循環(huán)水量變化的要求,以及工頻能,實質(zhì)是把水泵運行中存在的富裕揚(yáng)程降低或改變泵與變頻泵的理想配置，工頻泵的泵葉片角度-般在78電力設(shè)備第6卷第3期-60(H-Q曲線N'),變頻泵仍在+2°。這種組合方增加可調(diào)節(jié)供水量,提高效率并保持管網(wǎng)恒壓。保持式可以使組合的效率曲線左移,保證在更低頻率運行管網(wǎng)恒壓,不是有效調(diào)節(jié)水泵在高效區(qū)工作的完全必時,仍能工作在高效區(qū)。而且在低頻30Hz以上不會要方法,盡管可使并網(wǎng)的每臺泵工作在給定的壓力出現(xiàn)悶泵現(xiàn)象。下,某些泵卻可能出水很少或根本不出水,特別是對低峰負(fù)荷,變頻泵單獨變頻運行，可在42 ~50 Hz范于軸流泵,在悶泵臨界點上會出現(xiàn)振動，嚴(yán)重影響管圍內(nèi)調(diào)節(jié)。若發(fā)電機(jī)組單臺運行.可在38 ~46 Hz范圍內(nèi)網(wǎng)穩(wěn)定和水泵安全運行。運行。高峰時,2臺泵[ -6° +( +2°)]組合,變頻泵工作另-方面,注意電機(jī)的負(fù)載率是否合適,若轉(zhuǎn)速在45 Hz,工作電流1=68 +70= 138(A)。如此,滿足了工較低,即使水泵的效率較高,但電機(jī)的負(fù)載率太低,則況要求的同時,使調(diào)節(jié)手段和節(jié)能空間以及循環(huán)水備用整機(jī)效率也會很低,達(dá)不到節(jié)能的目的。容量有了更大的改觀。水泵調(diào)速最理想的控制方式應(yīng)是水泵的供水量1.2在不可調(diào)葉片 角度泵中的應(yīng)用能保持管網(wǎng)的服務(wù)壓力不變,水泵轉(zhuǎn)速的變化使水對于不能變換葉片角度的水泵,如果水泵經(jīng)控制泵的Q-H曲線與管路特性曲線相吻合。.這樣水泵閥連到母管上,則母管壓力與水泵流量的關(guān)系發(fā)生了在有效調(diào)節(jié)范圍內(nèi)始終工作在高效區(qū)。實際上是很變化。母管壓力與水泵流量的關(guān)系見圖2,圖中原平難做到這樣調(diào)節(jié)的。為此,可采取模擬管路特性的坦的特性曲線n, ,經(jīng)閥門降壓后變?yōu)閚 ,壓力特性變控制方法,即在控制軟件中輸入經(jīng)實際測得的管路陡了。如果變頻泵出口閥門全開,那么變頻泵仍然是特性曲線,采用水泵出口壓力和水泵流量兩個變量.特性n,當(dāng)變頻泵調(diào)速運行時,HQ特性曲線平行下對水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動控制.使壓力和流量按輸人的移如ng ,這樣通過關(guān)小閥門控制使特性變陡的工頻泵曲線變化。和調(diào)頻泵可在很大范圍內(nèi)找到母管壓力平衡點，也就2結(jié)束語是變頻泵的調(diào)速范圍變大,但閥門上的能量損失較大。圖2中,n特性到n2特性間的壓力損失與相應(yīng)HQ特性較陡或經(jīng)采取措施改變水泵在管網(wǎng)中H-流量的乘積,即損失在閥門上的能耗"。Q特性,即管路壓力損失占總揚(yáng)程的大部分或服務(wù)壓力變化較大的系統(tǒng),可采用水泵調(diào)速,變頻調(diào)速控制以后,可以使泵機(jī)在低速小流量時實現(xiàn)高效節(jié)能運行。管阻壓降若管路水壓損失占總揚(yáng)程的比例較小和服務(wù)壓力變化較小的系統(tǒng),采用水泵調(diào)速不一定是經(jīng)濟(jì)合理的。閥門壓降3參考文獻(xiàn)-管阻特性[1]嚴(yán)學(xué)高“論- 拖幾”方案可行性.變頻器世界,00,(7).809 ~90.Q流量/m2.s-1[2]張承慧 ,趙敏.李洪斌城市水廠供電水泵站最小軸功率優(yōu)化圖2母管壓力 與水泵流量的關(guān)系控制與措施比較,變頻器世界,2003 ,(5):6 ~7.相同特性的變頻泵與工頻泵并網(wǎng),在原特性較平坦時,變頻泵很難降頻供水,如工頻泵原來已人為加上閥門特性變陡后并網(wǎng),雖然可以降頻減少送水,但收稿日期:2004-10-22網(wǎng)管不能穩(wěn)壓且變頻泵調(diào)速不一定能補(bǔ)償閥門增加作者簡介: .吳曉明( 1958-),男,工程師,從事變頻器研究、應(yīng)用工作。的損失。解決的方法是提高變頻泵的壓力及容量以Rational Application of High Voltage Variable Frequeney Pumps inHeader System Circulating Water PumpsWU Xiao-ming(Bejig New Diamond Technology Corporation Ld.Bejjing 100081 ,China)Abstract: Problems such as inflexible operation mode,arger etric cnerg.中國煤化工eration on the crculaing .water pumps in Tianshenggang Power PlantIn order to meet the energy-saCNMHG_quirements,No.9 circulat-YHc the, operateing water pump was retroftted by using high voltage variable frequency mou.1u papus auayom uww w xeep the pump toin high efitieney zone within the alowable range,and considered that the change of management characteristics and rational alocation ofpump characteitics were key to the high eficiency operation of common header system piping network.Keywords: variable freqency;eirculting w ater pump;header.