利德华福高压变频器在瑞平煤电2×150MW机组给水泵上的应用(2)

四、实施方案

以下两种方案均为可行的给水泵改造方案:

方案一：将液力偶合器保留不变，勺管开度至最大输出，只承载传动和增速作用。变频器通过电气特性控制电动机转速实现给水泵的流量调节。由于没有拆除液力偶合器，对液力偶合器的维护同样存在;同时由于液力偶合器本身的效率问题，仍存在一定的节能率下降。

方案二：拆除液力偶合器，更换为增速齿轮箱实现刚性传递联接;解决系统机械力矩传递中的效率损失问题。此种方法前期施工周期较长，同时投入相对会增加。但系统效率提高，很快就能收回增加的投资。

结合现场情况，我公司初步设计的方案为拆除液力偶合器，在电机和水泵之间增加增速齿轮箱，这样可减少液偶的中间损失，使给泵系统效率最高。但由于工期及增速齿轮箱厂家供货周期的问题，最终用户保留了三台液力偶合器，在变频器控制运行时，液力偶合器勺管开度至100%输出，据现场反馈，在同等负荷下，没有拆除液偶的给水泵电流比拆除液偶的要大将近10A，所以瑞平电厂仍计划在检修时将剩余液偶拆除。

图4：保留液偶画面

图5：拆除液偶增加齿轮箱画面

图6：现场齿轮箱图片

现场两个机组4台给水泵，采取一用一备的形式，且全部配备变频器，当一台给水泵故障时，可立即启动备用泵运行来给锅炉供水，所以变频器的主回路采用一拖一手动旁路的方案是既经济又可靠地主回路方案。

图6：主回路示意图

此方案是手动旁路的典型方案。原理是由3个高压隔离开关QS41、QS42和QS43组成(见上图)。要求QS42和QS43之间存在机械互锁逻辑，不能同时闭合。变频运行时，QS43断开，QS41和QS42闭合;工频运行时，QS41和QS42断开，QS43闭合。功能:在检修变频器时，有明显断电点，能够保证人身安全，同时也可手动使负载投入工频电网运行。

五、节能效益分析

对于系统变频改造前有液偶调速设备，节能计算如下：

5.1工频状态下的耗电量计算

根据计算公式①②，通过计算可得出工频情况下各负载的耗电量,综合高速、低速运行的时间，计算出平均工频运行功率。

5.2变频状态下的年耗电量计算

不管是用液偶调速还是变频调速，所需要的轴功率是相同的，可推出变频后轴功率公式：

变频器的效率曲线可从下图中查出。

图7变频器的效率曲线

根据计算公式③④⑤，通过计算可得出变频情况下各负载的耗电量，根据加权时间得出设备在变频调速下运行的平均功率。

5.3节能计算

年节电量：ΔC= Cd-Cb …⑥

节电率=(ΔC/Cd)×100% …⑦

变频改造后，根据公式⑥⑦，可计算出各负载上变频后与工频相比每年的节电情况。

图8 现场DCS画面截图

由现场采集的DCS的图片以及现场运行人员反馈，当时机组运行负荷为73MW，给水泵的转速为2974r/min(额定转速4725r/min)，如原有液偶的情况下，转速也基本相当，根据液偶的效率可计算出在此转速节电率在30%左右，秋季和春季运行情况和图片中的运行状态基本相同;机组冬季和夏季负荷会稍高，达到100MW以上，所以节电率会降低，约在15%左右。

七、小结

随着电厂节能优化的深入，常规的送风机、引风机、凝结水泵等负载均已完成节能改造，电厂的降耗就必须寻找新的突破口。给水泵作为锅炉系统最大的用电设备也是最重要的辅机设备，由于前几年对于变频器的可靠性有顾虑，基本未进行变频改造，但是随着这几年变频器的发展，技术逐步成熟，可靠性大大提高，各个电厂对于给水泵的变频器改造开始进行有意的尝试，通过多个项目的改造实例证明，给水泵的变频改造是可行的，我们公司提供的改造方案成熟可靠，对机组的安全运行没有影响，同时带来的经济效益也是相当可观。给水泵的变频改造在近期将会成为电厂节能改造的热点。