变频循环水泵在电厂中的应用前景
2012-02-16 19:46:11   来源：www.simotd.com   评论：0 点击：

1、问题的提出
 
目前，大多数发电企业的水冷机组还都采用工频循环水泵，其出口门采用蝶阀，只有全开、全关两个位置，冷却水量的调节采用开循环水泵台数进行控制，由于季节及昼夜温度的差异，时常出现一台循环水泵流量不够，开两台循环水泵流量过大的情况，由于这种调节方法，汽轮机凝器的真空不稳定，不能保证在经济运行的方式下运行，而且浪费了大量的电能，致使厂用电率高，供电煤耗高，发电成本高，因此，如何选择合适的运行方式对循环水泵进行节能成为当务之急。在循环水泵上采用变频装置，在适应厂网分开、竟价上网的电力体制，节约能源，降低发电成本更具优越性。
 
2、循环水泵工频运行
 
2.1 系统工作原理
 
大多数发电厂发电机组采用的是闭式循环水系统如（图一），循环水补给水源为深井水和经化学弱酸阳离子交换器处理后的软化水，循环水泵采用单元制供水系统，在循环水系统中，是由循环水泵实现水资源的循环利用的，凝汽器出口的热水进入冷却水塔，循环水的热量传递给大气温度降低后，再经循环水泵提升压力后进入凝汽器进行冷却低压缸排汽，由于系统水位基本上是稳定的，故循环水泵的扬程也基本稳定，也就是说循环水量的大小决定了循环水泵的耗电量。
 
 
2.2循环水量的调节
 
由于机组负荷及外部环境不断变化，真空也在不断变化，因此需要及时调整循环水量，保证机组的安全、经济运行。在冬季正常运行时，两台循环水泵的机组运行一台循环水泵就能满足机组的正常运行，但在温差大的季节及负荷变化大的时候，要满足机组的安全、经济运行，因循环水泵出口蝶阀不可调，就要频繁的起停备用循环水泵。
 
2.3工频运行方式下的缺点
 
2.3.1 接触器故障多：循环水泵频繁启动，既循环泵的水泵控制柜系统中的接触器也频繁启动，减小了接触器的使用寿命。
 
2.3.2 控制性能差：不能使机组在最佳真空状态下运行，每次启动都需要运行人员到就地检查，增加了运行人员的工作量，而且增大了循环水泵机械部分发生故障的可能性。
 
2.3.3 启动冲击大：电机启动时的电流比设计额定电流要大许多，且启动时间较常，经常性的启动会减小电机的寿命。其次，每次启动时循环水量会突然增加，系统压力也会突然增加，对整个循环水系统形成压力冲击，严重时会造成系统管道法兰或焊口开裂而发生泄露。
 
3、循环水泵变频运行
 
3.1 循环水泵的变频控制原理
 
由汽轮机的运行原理可以知道，运行中的凝汽器压力主要取决于蒸汽负荷、冷却水入口温度和冷却水量，冷却水温主要取决于自然条件，因此，在蒸汽负荷一定的情况下就只有靠增加冷却水量来提高凝汽器的真空。但是凝汽器的真空并不是提高的越高越好，只有当由于真空提高汽轮机多发电量与为增加循环水量所多消耗电量差值最大时为最经济。当变频循环水泵运行时，由机组DCS系统确定机组的最佳真空去调节循环水泵的运行转速，既控制循环水量使机组的真空维持在最佳状态下运行，保证机组在经济状态下运行。
 
3.2 循环水泵电机一次回路改造
 
改造前水泵电机一次回路比较简单，水泵电机采用直接起动方式，通过操作台上的转换开关接通直流电动操作机构，直流电动操作机构带动空气开关把柄接通主回路。这种起动方式简单可靠，但电机起动时的冲击电流较大，且持续时间较长，对开关的触点损伤严重，大约一年时间就要更换一次主回路开关。
 
变频改造后的一次回路如（图2）所示。在原来主回路上增加双掷开关Dl和单掷开关D2，为方便工频与变频之间的切换，将两只开关与变频器放在同一台开关柜内。双掷开关Dl上侧在合闸位，单掷开关D2在合闸位时，变频器投入，水泵工作在变频状态下;双掷开关Dl下侧在合闸位，单掷开关D2在分闸位时，变频器切除，水泵工作在工频状态下。