600MW凝結(jié)水泵優(yōu)化專題

1、F162IIC2-J04-07國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司二期擴(kuò)建工程（1660MW超臨界機(jī)組）優(yōu)化初步設(shè)計(jì)專題8 凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化中國(guó)電力工程?hào)|北電力設(shè)計(jì)院顧問集團(tuán)工程設(shè)計(jì)綜合甲級(jí)證書A122000185勘察證書070001kj環(huán)境影響評(píng)價(jià)證書國(guó)環(huán)評(píng)證甲字第1609號(hào)質(zhì)量管理體系證書05007Q10077R1L職業(yè)健康安全管理體系證書05007S10048R1L環(huán)境管理體系證書05007E20046R0L2009年10月 長(zhǎng)春國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司二期擴(kuò)建工程（1660MW超臨界機(jī)組）優(yōu)化初步設(shè)計(jì)專題8 凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化批 準(zhǔn)： 安力群審 核： 王志寬校 核： 裴育峰編 制： 富 清 萬里寧2009年10

2、月 長(zhǎng)春 優(yōu)化專題報(bào)告目錄序號(hào)專題報(bào)告題目文件編號(hào)1廠區(qū)總平面優(yōu)化布置F162IIC2-Z04-012主廠房布置專題報(bào)告F162IIC2-J04-013給水系統(tǒng)優(yōu)化專題報(bào)告F162IIC2-J04-024吸風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)合并專題報(bào)告F162IIC2-J04-035空壓機(jī)選型優(yōu)化F162IIC2-J04-046煙風(fēng)系統(tǒng)配置優(yōu)化專題F162IIC2-J04-057四大管道系統(tǒng)優(yōu)化F162IIC2-J04-068凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化F162IIC2-J04-079制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化F162IIC2-J04-0810鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化F162IIC2-J04-0911旁路煙道設(shè)置分析專題報(bào)告F162IIC2

3、-J04-1012煙氣余熱回收專題F162IIC2-J04-1113機(jī)組選型報(bào)告F162IIC2-J04-1214機(jī)組啟動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化論證F162IIC2-J04-1315卸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化F162IIC2-M04-0116運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化F162IIC2-M04-0217除渣系統(tǒng)專題報(bào)告F162IIC2-C04-0118為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)和預(yù)留設(shè)施規(guī)劃專題報(bào)告F162IIC2-A04-0119節(jié)約資源和綜合利用專題F162IIC2-A04-0220高壓廠用電系統(tǒng)專題報(bào)告F162IIC2-D04-0121降低廠用電率措施F162IIC2-D04-0322降低電纜及其附屬設(shè)施投資的措施F162II

4、C2-D04-0423照明系統(tǒng)優(yōu)化措施F162IIC2-D04-0524全廠信息系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)F162IIC2-K04-0125地基處理專題報(bào)告F162IIC2-T04-0126煙囪選型專題報(bào)告F162IIC2-T04-0227主廠房結(jié)構(gòu)專題報(bào)告F162IIC2-T04-0328C60級(jí)混凝土在主廠房中的應(yīng)用F162IIC2-T04-0429主廠房室內(nèi)裝修優(yōu)化F162IIC2-T04-0530屋面防水系統(tǒng)的選用及對(duì)比分析F162IIC2-T04-0631再生水深度處理系統(tǒng)選擇F162IIC2-H04-0132高溫水采暖優(yōu)化F162IIC2-N04-0133冷卻塔地基處理優(yōu)化專題報(bào)告F162IIC

5、2-S04-0134循環(huán)水系統(tǒng)冷端優(yōu)化F162IIC2-S04-0235全廠水的綜合利用F162IIC2-S04-0336形象設(shè)計(jì)和工業(yè)參觀規(guī)劃專題F162IIC2-T04-0737新材料新工藝專題F162IIC2-A04-0338上煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化F162IIC2-M04-0339飛灰分選系統(tǒng)專題報(bào)告F162IIC2-C04-0240精細(xì)化設(shè)計(jì)專題報(bào)告F162IIC2-A04-0441凝結(jié)水泵高壓變頻器一拖二方案分析F162IIC2-D04-02目 錄1概述11.1電廠概況11.2工程建設(shè)規(guī)模11.3設(shè)計(jì)依據(jù)11.4初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)范圍12主要熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)介32.1主蒸汽、再熱蒸汽及旁路蒸汽系統(tǒng)

6、32.2抽汽系統(tǒng)32.3輔助蒸汽系統(tǒng)32.4給水系統(tǒng)32.5凝結(jié)水系統(tǒng)42.6高、低壓加熱器疏水、放氣系統(tǒng)43凝結(jié)水泵選型分析43.1凝結(jié)水泵優(yōu)化43.2凝結(jié)水泵運(yùn)行工況的偏離分析54凝結(jié)水泵變頻控制方案54.1出口調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)64.2變頻調(diào)節(jié)方式的主要優(yōu)點(diǎn)64.3對(duì)一運(yùn)一備兩臺(tái)凝結(jié)水泵，變頻調(diào)節(jié)方案的比較75凝結(jié)水泵采用變頻后節(jié)能分析116技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析127結(jié)論121 概述1.1 電廠概況國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司（雙遼發(fā)電廠）規(guī)劃容量2400MW，一期工程總裝機(jī)1200MW，安裝4300MW國(guó)產(chǎn)燃煤機(jī)組，其中#1、#2機(jī)組分別于1994、1995年投產(chǎn)，#3和#4機(jī)組于2000年投產(chǎn)，電

7、廠以500kV和220kV線路分別接入500kV梨樹開閉所和220kV長(zhǎng)春城網(wǎng)，對(duì)東北電網(wǎng)，特別是吉林省負(fù)荷中心起著重要支撐作用。1.2 工程建設(shè)規(guī)模國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司一期工程總裝機(jī)1200MW。按照委托方的要求，本期工程擬建設(shè)1660MW超臨界機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硫裝置，并預(yù)留再擴(kuò)建的條件。建設(shè)規(guī)模及機(jī)組選型最終以國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)的核準(zhǔn)意見為準(zhǔn)。1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)1.3.1 國(guó)電雙遼發(fā)電廠二期2660MW機(jī)組擴(kuò)建工程程勘察設(shè)計(jì)合同（合同編號(hào)：409-2009NEPDI01-24）；1.3.2 中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司火力發(fā)電工程設(shè)計(jì)管理導(dǎo)則（檢索號(hào)：50Y2007169A01）；1.3.3 中國(guó)

8、國(guó)電集團(tuán)公司火電工程設(shè)計(jì)原則規(guī)定；1.3.4 中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司綠色火電廠建設(shè)指導(dǎo)意見1.3.5 現(xiàn)行的國(guó)家和電力行業(yè)頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；1.3.6 國(guó)電雙遼發(fā)電廠二期1600MW機(jī)組擴(kuò)建工程項(xiàng)目核準(zhǔn)文件（待補(bǔ)）；1.3.7 國(guó)電雙遼發(fā)電廠二期1660MW機(jī)組擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告；1.3.8 國(guó)電雙遼發(fā)電廠二期1660MW機(jī)組擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告審查意見；1.3.9 項(xiàng)目接入系統(tǒng)報(bào)告及審批文件；1.3.10 業(yè)主提供的其它設(shè)計(jì)所需資料。1.4 初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)范圍1.4.1 總的要求根據(jù)火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容深度規(guī)定，以及國(guó)電雙遼發(fā)電廠二期2660MW機(jī)組擴(kuò)建工程程勘察設(shè)計(jì)合同（合同

9、編號(hào)：409-2009NEPDI01-24）；在可行性研究報(bào)告的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程的特點(diǎn)優(yōu)化總體規(guī)劃及總平面布置方案，同時(shí)根據(jù)業(yè)主提供的主機(jī)資料和對(duì)本工程提出的設(shè)計(jì)原則意見，參考國(guó)內(nèi)外同類型機(jī)組先進(jìn)設(shè)計(jì)理念以及與城市的環(huán)境和諧開展本工程的優(yōu)化初步設(shè)計(jì)。1.4.2 設(shè)計(jì)范圍1）廠區(qū)總體規(guī)劃及總平面設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)道路、豎向、地下設(shè)施規(guī)劃，廠區(qū)內(nèi)各種溝道、管線、電纜以及各附屬建筑的布置規(guī)劃。2）機(jī)組的主、輔系統(tǒng)和布置設(shè)計(jì)，包括熱力、燃燒等工藝系統(tǒng)，主廠房布置設(shè)計(jì)等。脫硝系統(tǒng)按照預(yù)留考慮。3）化學(xué)水處理系統(tǒng)和布置設(shè)計(jì)。4）輸煤系統(tǒng)和布置設(shè)計(jì)。5）除灰、渣系統(tǒng)和布置設(shè)計(jì)，包括脫硫系統(tǒng)。6）發(fā)電機(jī)引出線、

10、配電裝置及廠用電設(shè)計(jì)，包括電氣一、二次系統(tǒng)和布置設(shè)計(jì)，廠內(nèi)照明、通訊設(shè)計(jì)。7）供熱機(jī)組主、輔系統(tǒng)的熱工控制設(shè)計(jì)，包括廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。8）供水、給排水、消防系統(tǒng)和布置設(shè)計(jì)，包括灰場(chǎng)和備用水源、污水處理。9）污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。10）電廠管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)。11）土建建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。12）采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)。13）施工組織設(shè)計(jì)。14）環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生安全。15）電力系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)。16）概算編制及投資分析。1.4.3 不屬于本合同的設(shè)計(jì)范圍1）電廠鐵路專用線；2）電廠接入電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3）生活福利建筑等的設(shè)計(jì)；4）老廠各工藝系統(tǒng)改造；1.4.4 設(shè)計(jì)界面1）電廠出線：以配電裝置出線門型構(gòu)為界；2）電廠排

11、水管等外部管道：以電廠圍墻外1米為界。2 主要熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.1 主蒸汽、再熱蒸汽及旁路蒸汽系統(tǒng)主蒸汽管道和熱再熱蒸汽管道分別從過熱器和再熱器的出口聯(lián)箱的兩側(cè)引出，采用2-1-2連接方式接至汽輪機(jī)主汽關(guān)斷閥和再熱關(guān)斷閥。再熱（冷）蒸汽管道從高壓缸的兩個(gè)排汽口引出，采用2-1-2連接方式接入再熱器入口聯(lián)箱。冷再熱蒸汽為二段抽汽汽源，同時(shí)也做輔助蒸汽系統(tǒng)的備用汽源。主蒸汽和冷再熱蒸汽均設(shè)有向軸封系統(tǒng)供汽的管道。旁路容量為30BMCR，采用兩級(jí)旁路。2.2 抽汽系統(tǒng)汽輪機(jī)具有八級(jí)非調(diào)整抽汽。一、二、三級(jí)抽汽分別向三臺(tái)高壓加熱器供汽，四級(jí)抽汽除供除氧器外，還向兩臺(tái)給水泵汽輪機(jī)、輔助蒸汽系統(tǒng)供汽，五級(jí)抽

12、汽除向鍋爐暖風(fēng)器供汽外，還為主廠房采暖及空調(diào)供熱。二級(jí)抽汽來自于再熱（冷）蒸汽管道。五、六、七、八級(jí)抽汽供至五、六、七、八號(hào)低壓加熱器。 2.3 輔助蒸汽系統(tǒng)本工程輔助蒸汽系統(tǒng)為母管制，設(shè)一個(gè)0.8-1.3MPa（a）輔汽聯(lián)箱，與老廠輔汽聯(lián)箱之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)管，通過325x7.5管道連接，之間設(shè)電動(dòng)隔離門，以便實(shí)現(xiàn)各機(jī)之間的輔汽互用。本期工程的啟動(dòng)汽源來自老廠輔汽母管，蒸汽參數(shù)為：1.2MPa(a)，250。機(jī)組啟動(dòng)后，當(dāng)再熱冷段蒸汽參數(shù)達(dá)到一定值后，切換成由汽機(jī)再熱冷段向輔汽系統(tǒng)供汽；當(dāng)四級(jí)抽汽參數(shù)上升至一定值后，輔汽系統(tǒng)的供汽切換成由汽機(jī)四級(jí)抽汽提供。輔汽系統(tǒng)在機(jī)組正常運(yùn)行期間，汽源由汽機(jī)四級(jí)

13、抽汽提供，其工作壓力隨汽輪機(jī)四級(jí)抽汽壓力變化而變化，當(dāng)四段抽汽壓力低于0.8 MPa（a）或機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，可由汽機(jī)再熱冷段蒸汽通過壓力調(diào)節(jié)閥減壓后向輔助聯(lián)箱供汽。輔汽用戶分別為除氧器、汽機(jī)及小機(jī)軸封用汽、小機(jī)調(diào)試用汽、磨煤機(jī)等消防用汽、鍋爐暖風(fēng)器用汽，5段抽汽為生水加熱器和換熱機(jī)組供汽。2.4 給水系統(tǒng)給水系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)50容量的汽動(dòng)給水泵。系統(tǒng)設(shè)3臺(tái)全容量、臥式、單流程高壓加熱器，并采用大旁路系統(tǒng)。當(dāng)任一臺(tái)高加故障時(shí)，三臺(tái)高加同時(shí)從系統(tǒng)中退出，給水能快速切換到給水旁路。給水泵出口設(shè)有最小流量再循環(huán)管道并配有相應(yīng)的控制閥門等。給水總管上裝設(shè)不小于15BMCR容量的調(diào)節(jié)閥，以增加機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)的流

14、量調(diào)節(jié)的靈敏度。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，給水流量由控制給水泵汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。給水系統(tǒng)還為鍋爐過熱器減溫器、事故情況下的再熱器減溫器提供減溫噴水。鍋爐再熱器減溫噴水從給水泵的中間抽頭引出，過熱器減溫器的減溫水從給水泵的出口母管中引出。2.5 凝結(jié)水系統(tǒng)凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)兩臺(tái)100%容量立式凝結(jié)水泵，四臺(tái)低壓加熱器，一臺(tái)軸封冷卻器，一臺(tái)內(nèi)置式除氧器，一臺(tái)凝結(jié)水輸送水泵，凝結(jié)水精處理采用中壓系統(tǒng)。軸封冷卻器出口凝結(jié)水管道上設(shè)有最小流量再循環(huán)系統(tǒng)至凝汽器。2.6 高、低壓加熱器疏水、放氣系統(tǒng)高壓加熱器疏水采用逐級(jí)串聯(lián)疏水方式，最后一級(jí)高加疏水至除氧器。每臺(tái)高加設(shè)有單獨(dú)至高加事故疏水?dāng)U容器的疏水管路，單獨(dú)接至置

15、于凝汽器殼體側(cè)的疏水?dāng)U容器內(nèi)。高加水側(cè)、汽側(cè)均設(shè)有放氣管道。高壓加熱器連續(xù)運(yùn)行排汽至除氧器。低壓加熱器疏水采用逐級(jí)串聯(lián)疏水方式，最后一級(jí)疏水至凝汽器殼體兩側(cè)的疏水?dāng)U容器。每臺(tái)低加均設(shè)有單獨(dú)的事故放水管道，分別接至凝汽器殼體兩側(cè)的疏水?dāng)U容器。3 凝結(jié)水泵選型分析3.1 凝結(jié)水泵優(yōu)化凝結(jié)水泵容量選擇方案，對(duì)機(jī)組運(yùn)行可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性以及設(shè)備的投資有很大的影響。凝結(jié)水泵的臺(tái)數(shù)和容量的優(yōu)化選擇，取決于機(jī)組容量在具體電網(wǎng)中的地位、設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備投資等多種因素。根據(jù)火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 第 10.5.1 條規(guī)定：“單臺(tái)凝汽式機(jī)組宜裝設(shè)二臺(tái)凝結(jié)水泵 , 每臺(tái)凝結(jié)水泵容量為最大凝結(jié)水量的 110%?！?最大

16、凝結(jié)水量按VWO和THA工況熱平衡數(shù)據(jù)計(jì)算在容量上相差186噸，考慮到VWO工況已是機(jī)組能出現(xiàn)的最大運(yùn)行工況，流量系數(shù)取為100%更適宜。此時(shí)電機(jī)功率分別為2140KW和1900KW。如果凝結(jié)水泵設(shè)置一拖二變頻裝置，運(yùn)行費(fèi)用兩者相差無幾，對(duì)同容量等級(jí)凝泵而言，設(shè)備招標(biāo)價(jià)格也不會(huì)有較明顯差距。通過了解幾個(gè)已運(yùn)行幾年的機(jī)組的實(shí)際情況，由于葉輪汽蝕的影響，出力已達(dá)不到設(shè)計(jì)值。考慮到電廠的運(yùn)行壽命為30年，為使凝泵在較長(zhǎng)的時(shí)期里能滿足機(jī)組運(yùn)行要求，容量仍按VWO工況參數(shù)選擇，即2臺(tái)100%容量立式凝結(jié)水泵。下面對(duì)2X100%容量凝泵定速運(yùn)行、2X100%容量凝泵加變頻器的配置方案，從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備投

17、資費(fèi)用等方面，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較分析，最終確定2X100容量凝結(jié)水泵是否采用變頻器。3.2 凝結(jié)水泵運(yùn)行工況的偏離分析隨著電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差的逐漸加大，大容量機(jī)組都要參與調(diào)峰，以適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的變化，目前調(diào)峰能力一般都要達(dá)到40額定負(fù)荷。但是配置輔機(jī)的最佳運(yùn)行工況是在額定負(fù)荷狀況，當(dāng)機(jī)組參與調(diào)節(jié)時(shí)，輔機(jī)運(yùn)行將偏離設(shè)計(jì)工況，電機(jī)效率就會(huì)急劇變化，同時(shí)節(jié)流損失很大，定速電動(dòng)機(jī)將會(huì)浪費(fèi)大量的電能。泵容量和揚(yáng)程的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程要求要考慮以下適度的裕量：l 凝結(jié)水泵容量為機(jī)組最大凝結(jié)水量的100；凝結(jié)水泵的揚(yáng)程要考慮從凝汽器熱井到除氧器入口(包括噴霧頭)的介質(zhì)流動(dòng)阻力（按最大凝結(jié)水量計(jì)算）另加1020裕量

18、，以及除氧器的最大工作壓力另加15裕量。以上裕量主要是考慮運(yùn)行時(shí)一些不可預(yù)見因數(shù)的影響和機(jī)組老化的情況。l 在阻力計(jì)算時(shí)，設(shè)備的阻力選取設(shè)備考核值（最大值），主要設(shè)備有低壓加熱器、軸封冷卻器、除氧器噴嘴、化學(xué)精處理裝置等。另外，凝結(jié)水調(diào)節(jié)閥根據(jù)要求要考慮一定的壓降。在實(shí)際運(yùn)行中機(jī)組經(jīng)常帶部分負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)凝結(jié)水流量減少，凝結(jié)水泵揚(yáng)程升高，凝結(jié)水系統(tǒng)阻力變小，使凝結(jié)水調(diào)節(jié)閥受的壓降將更大。根據(jù)以上分析，凝結(jié)水泵經(jīng)常不在經(jīng)濟(jì)工況運(yùn)行點(diǎn)工作，效率低，節(jié)流損失大，電耗大，只有采用調(diào)速凝結(jié)水泵，通過改變轉(zhuǎn)速而改變特性曲線，來進(jìn)行調(diào)節(jié)才能解決此問題。4 凝結(jié)水泵變頻控制方案圖4-1H4.1 出口調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)

19、方式的缺點(diǎn)Q-HQ QM QABIAMhjHBHAI汽機(jī)凝結(jié)水泵的運(yùn)行特點(diǎn)是在保持汽機(jī)凝汽器水位一定的條件下，隨汽機(jī)負(fù)荷大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。其主要調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是凝結(jié)水泵出口調(diào)節(jié)門，利用改變調(diào)節(jié)門開度來進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法稱為出口端節(jié)流調(diào)節(jié)，其實(shí)質(zhì)是凝結(jié)水泵特性曲線不變的條件下，改變出口管路上的流動(dòng)損失，從而改變管路的特性曲線，來改變工作點(diǎn)。如圖4-1所示，調(diào)節(jié)門全開時(shí)工作點(diǎn)為M，當(dāng)調(diào)節(jié)門關(guān)小時(shí)，流量減小，損失增大管路特性曲線由I變?yōu)镮工作點(diǎn)移到A點(diǎn)，若調(diào)節(jié)門再關(guān)小，流量亦相應(yīng)再減小，損失增加就更大。工作點(diǎn)為M時(shí)，流量為QM，揚(yáng)程為HM，調(diào)節(jié)門關(guān)小后工作點(diǎn)為A時(shí)，流量為QA，揚(yáng)程為HA，由圖看出減小流量后附加的

20、節(jié)流損失為hj=HA-HB.相應(yīng)多消耗的功率為2nN=rQAhj/1000A kW.即圖中陰影部份。可見這種調(diào)節(jié)方1式是很不經(jīng)濟(jì)的。4.2 變頻調(diào)節(jié)方式的主要優(yōu)點(diǎn)變頻調(diào)節(jié)是凝結(jié)水泵出口門全開條件下，即管路特性曲線不變的條件下，通過改變電源頻率改變凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)數(shù)，相應(yīng)改變凝結(jié)水泵特性曲線，從而改變凝結(jié)水泵的工作點(diǎn)，如圖4-2。12 在凝結(jié)水泵特性曲線Q-H為已知的情況下，由比例定律Q1/Q2=N1/N2，H1/H2=（N1/N2）2可得H1/H2=（Q1/Q2）2 H1/Q1 2=H2/Q2 2=H/Q2=K=常數(shù)。于是可得拋物線公式：H=KQ2 即任何與工況點(diǎn)相似的工況點(diǎn)均在相似拋物線上如圖H2

21、Q2Q1圖42QHH1n2n112Q1Q2Q3圖43QMH3-2，改變轉(zhuǎn)速后的水泵特性曲線可通過相似拋物線和比例定律得出。見圖3-3。n為額定轉(zhuǎn)速，n2n1n變頻調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是大大的減少附加的節(jié)流損失，經(jīng)濟(jì)性很高。電機(jī)的能耗和轉(zhuǎn)速的關(guān)系為： 上述各式中，腳標(biāo)“0”均表示額定工況參數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，電機(jī)的能耗將以其三次方的速率下降，因此變頻調(diào)速的節(jié)電效果是非常顯著的。由3-3圖可以看出從額定流量工作點(diǎn)M，越往小調(diào)其耗電量越?。ㄒ妶D4-3陰影部分）。 可見變頻調(diào)節(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能。4.3 對(duì)一運(yùn)一備兩臺(tái)凝結(jié)水泵，變頻調(diào)節(jié)方案的比較一運(yùn)一備兩臺(tái)凝結(jié)水泵的配備特點(diǎn)是：每臺(tái)泵都是按100%額定容量選

22、擇的，即每臺(tái)泵都能滿足汽輪機(jī)帶額定負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生凝結(jié)水量的需要。一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用的目的是確保凝結(jié)水泵運(yùn)行的可靠性，即一組運(yùn)行中的凝結(jié)水泵故障，可聯(lián)鎖啟動(dòng)備用泵，投入運(yùn)行，以確保機(jī)組安全滿發(fā)。工頻運(yùn)行是這樣，變頻運(yùn)行也應(yīng)該滿足上述要求。4.3.1 一拖一方案這里所謂一拖一方案，就是每臺(tái)凝結(jié)水泵選用一臺(tái)變頻器，變頻器隨凝結(jié)水泵一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，其優(yōu)點(diǎn)是任何一臺(tái)凝結(jié)水泵運(yùn)行都能進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，達(dá)到了節(jié)能的目的，其缺點(diǎn)是初投資較高，是一拖二的近兩倍，機(jī)組越大，凝結(jié)水泵電動(dòng)機(jī)容量越大，初投資越高。為節(jié)省投資，考慮優(yōu)化變頻器配置方案，采用一拖二配置方式。4.3.2刀閘切換的一拖二方案有些國(guó)內(nèi)工程采用了這種配置

23、方案，這里所謂刀閘切換的一拖二方案，是應(yīng)用一臺(tái)變頻器通過刀閘手動(dòng)切換，不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行泵的變頻與工頻切換，更不能實(shí)現(xiàn)變頻泵與工頻備用泵的變頻切換，只能在兩臺(tái)凝結(jié)水泵停止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行變頻切換。如圖3-4 （k1、k2 為刀閘）這一方案的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)變頻器，通過切換分別帶#1或#2凝結(jié)水泵，節(jié)省了一臺(tái)變頻器；其缺點(diǎn)是只能帶一臺(tái)凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行，運(yùn)行中無法進(jìn)行本臺(tái)泵變頻與工頻的切換，更不能進(jìn)行#1泵與#2泵之間的變頻切換。 這一方案在變頻運(yùn)行的凝結(jié)水泵或電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可聯(lián)鎖啟動(dòng)備用泵，投入工頻運(yùn)行，確保機(jī)組滿發(fā)。故障泵停止運(yùn)行，變頻器（盡管沒有故障）也停止了運(yùn)行，變頻器雖然沒有故障，也無法切換到工

24、頻運(yùn)行的凝結(jié)水泵上，這樣在故障泵或電動(dòng)機(jī)消除故障的過程中，只能工頻運(yùn)行，靠出口調(diào)節(jié)門進(jìn)行調(diào)節(jié)，變頻器沒有得到充分利用，節(jié)能自然受到了影響。 此外，一般電廠為確保備用泵處于良好備用狀態(tài)，均實(shí)行定期輪換制度，這一方案也無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行泵與備用泵的變頻輪換方式。 綜上所述，這一方案無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中工變頻切換，和兩泵間的變頻切換，滿足不了日常定期輪換要求，因此是有缺陷的，是不可取的。4.3.3開關(guān)切換的一拖二方案 這里所謂開關(guān)切換的一拖二方案，是真正意義上的一拖二，如圖3-5。 圖3-5 即應(yīng)用一臺(tái)變頻器既能實(shí)現(xiàn)單臺(tái)泵的工變頻切換，又能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)泵間的變頻切換，任何時(shí)候都能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行。其特點(diǎn)是：既節(jié)省投

25、資又方便運(yùn)行，既安全可靠又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。要實(shí)現(xiàn)這一方案的關(guān)鍵是要求變頻器具有飛車啟動(dòng)功能和配有工變頻自動(dòng)互相切換軟件的控制系統(tǒng)，以解決了切換過程中的相位問題，能夠?qū)崿F(xiàn)工頻變頻自動(dòng)互相切換和手動(dòng)切換。為實(shí)現(xiàn)圖3-5所示的一拖二變頻調(diào)速方案，具體的切換、控制方案如圖3-6所示。這一方案的運(yùn)行方式是一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，另一臺(tái)泵工頻備用。其切換方式是靈活的，既可以做到運(yùn)行中的變頻泵切換到工頻，然后以變頻器啟動(dòng)備用泵后，停止工頻泵；也可以先啟動(dòng)工頻備用泵投入運(yùn)行后，將原變頻運(yùn)行泵切換到工頻運(yùn)行后，再將變頻器切換到備用工頻泵后，停止原變頻運(yùn)行泵。其切換方式及步驟是：4.3.3.1變頻切工頻，變頻啟動(dòng)備用泵。（1）

26、#1泵變頻運(yùn)行，#2泵工頻備用。（2）斷#1泵變頻運(yùn)行開關(guān)（KM1），合#1泵工頻開關(guān)，將#1泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行。斷路器變頻器6kVMQS3QS4KM2KM1斷路器斷路器M6kV6kV1號(hào)泵 圖3-62號(hào)泵（3）合#2泵變頻開關(guān)(KM2)，變頻啟動(dòng)#2備用泵。（4）#2泵運(yùn)行正常后，斷開#1泵工頻開關(guān)停止#1泵。4.3.3.2工頻啟動(dòng)備用泵，變頻切換備用泵。（1）#1泵變頻運(yùn)行，#2泵工頻備用。（2）合#2泵工頻開關(guān)，啟動(dòng)#2泵運(yùn)行正常后。（3）斷開#1泵變頻運(yùn)行開關(guān)(KM1)，合#1泵工頻開關(guān),將#1泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行。（4）斷開#2泵工頻開關(guān)，合#2泵變頻開關(guān)（KM2）正常

27、后，將#2泵由工頻運(yùn)行切換到變頻運(yùn)行。（5）斷#1泵工頻開關(guān)停止#1泵運(yùn)行。5 凝結(jié)水泵采用變頻后節(jié)能分析 對(duì)于定速凝結(jié)水泵而言，可以根據(jù)凝結(jié)水泵的曲線，查得各工況凝結(jié)水流量對(duì)應(yīng)的凝結(jié)水泵揚(yáng)程、效率、軸功率,根據(jù)電動(dòng)機(jī)效率和機(jī)械傳動(dòng) ，再計(jì)算電功率。對(duì)于變頻調(diào)速凝結(jié)水泵，可以根據(jù)不同工況的流量計(jì)算出管道的阻力（不考慮調(diào)節(jié)閥，不考慮除氧器壓力裕量），變頻泵的效率參考類似泵的曲線，電動(dòng)機(jī)效率、傳動(dòng)效率合計(jì)估取95，變頻器效率按96%考慮。按以上原則計(jì)算出下表：項(xiàng)目單位100%75%50%30%發(fā)電功率MW600450300180凝結(jié)水流量t/h1279.227961.216660.978422.178定速泵揚(yáng)程MPa3.22