變頻器在電廠(chǎng)工業(yè)水泵上的節(jié)能應(yīng)用

　　摘要：簡(jiǎn)述水泵變頻調(diào)速節(jié)能原理，對(duì)某電廠(chǎng)工業(yè)水泵采用變頻調(diào)速節(jié)能改造的措施和取得的節(jié)能效益進(jìn)行分析，揭示了水泵采用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行節(jié)能改造具有很大的實(shí)踐空間。

　　0引言

　　在熱電廠(chǎng)中，機(jī)組必須配備的水泵主要有鍋爐給水泵、循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵，其次還有射水泵、低壓加熱器疏水泵、熱網(wǎng)水泵、冷卻水泵、灰漿泵、軸封水泵、除鹽水泵、清水泵、過(guò)濾器反洗泵、生活水泵、工業(yè)水泵、消防水泵和補(bǔ)給水泵等。這些水泵數(shù)量多，總裝機(jī)容量大：50MW火電機(jī)組的主要配套水泵的總裝機(jī)容量為6430KW，占機(jī)組容量的12.86％；100MW機(jī)組為10480kW／，占10.48％；200MW機(jī)組為15450KW，占7.73％。100MW機(jī)組主要配套水泵的總耗電量約占全部廠(chǎng)用電量的70％左右。由此可見(jiàn)，水泵確實(shí)是火力發(fā)電廠(chǎng)中耗電量最大的一類(lèi)輔機(jī)。因此，提高水泵的運(yùn)行效率，降低水泵的電耗對(duì)降低廠(chǎng)用電率具有舉足輕重的意義。國(guó)外火電廠(chǎng)的風(fēng)機(jī)和水泵已紛紛增設(shè)調(diào)速裝置，而目前我國(guó)火電廠(chǎng)中除少量采用汽動(dòng)給水泵，液力耦合器及雙速電機(jī)外，其他風(fēng)機(jī)和水泵基本上都采用定速驅(qū)動(dòng)。這種定速驅(qū)動(dòng)的泵，由于采用出口閥，風(fēng)機(jī)則采用入口風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)流量，都存在嚴(yán)重的節(jié)流損耗。尤其在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行偏離高效點(diǎn)，使運(yùn)行效率大大降低，結(jié)果是白白地浪費(fèi)掉大量的電能，已經(jīng)到了非改不可的地步。

　　1泵類(lèi)負(fù)載的流量調(diào)節(jié)方法及原理

　　泵類(lèi)負(fù)載通常以輸送的液體流量為控制參數(shù),為此目前常采用閥門(mén)控制和轉(zhuǎn)速控制兩種方式。

　　1.1閥門(mén)控制這種方法是借助改變出口閥門(mén)的開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)流量的，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變管道中流體阻力的大小來(lái)改變流量的。因?yàn)楸玫霓D(zhuǎn)速不變，其揚(yáng)程特性曲線(xiàn)H-Q保持不變，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，管阻特性曲線(xiàn)R1－Q與揚(yáng)程特性曲線(xiàn)H－Q相交于點(diǎn)A，流量為Qa，泵出口壓頭為Ha。若關(guān)小閥門(mén)，管阻特性曲線(xiàn)變?yōu)镽2－Q，它與揚(yáng)程特性曲線(xiàn)H－Q的交點(diǎn)移到點(diǎn)B，此時(shí)流量為Qb，泵出口壓頭升高到Hb。則壓頭的升高量為：ΔHb=Hb-Ha。于是產(chǎn)生了陰線(xiàn)部分所示的能量損失：ΔPb=ΔHb×Qb。

　　1.2轉(zhuǎn)速控制借助改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，這是一種先進(jìn)的控制方法。轉(zhuǎn)速控制的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變所輸送液體的能量來(lái)改變流量。因?yàn)橹皇寝D(zhuǎn)速變化，閥門(mén)的開(kāi)度不變，如圖2所示，管阻特性曲線(xiàn)R1－Q也就維持不變。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的揚(yáng)程特性曲線(xiàn)Ha－Q與管阻特性曲線(xiàn)相交于點(diǎn)A，流量為Qa，出口揚(yáng)程為Ha。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，揚(yáng)程特性曲線(xiàn)變?yōu)镠c－Q，它與管阻特性曲線(xiàn)R1－Q的交點(diǎn)將下移到C，流量變?yōu)镼c。此時(shí)，假設(shè)將流量Qc控制為閥門(mén)控制方式下的流量Qb，則泵的出口壓頭將降低到Hc。因此，與閥門(mén)控制方式相比壓頭降低了：ΔHc=Hb-Hc。據(jù)此可節(jié)約能量為：ΔPc=ΔHc×Qb。與閥門(mén)控制方式相比，其節(jié)約的能量為：P＝ΔPc-ΔPb＝(ΔHc－ΔHb)×Qb。

　　將這兩種方法相比較可見(jiàn)，在流量相同的情況下，轉(zhuǎn)速控制避免了閥門(mén)控制下因壓頭的升高和管阻增大所帶來(lái)的能量損失。在流量減小時(shí)，轉(zhuǎn)速控制使壓頭反而大幅度降低，所以它只需要一個(gè)比閥門(mén)控制小得多的，得以充分利用的功率。而且隨著轉(zhuǎn)速的降低，泵的高效率區(qū)段將向左方移動(dòng)。這說(shuō)明，轉(zhuǎn)速控制方式在低速小流量時(shí)，仍可使泵機(jī)高效率運(yùn)行。

　　2國(guó)內(nèi)某熱電廠(chǎng)工業(yè)水泵運(yùn)行狀況及變頻改造措施

　　國(guó)內(nèi)某熱電廠(chǎng)有3臺(tái)工業(yè)水泵，3臺(tái)水泵并列在工業(yè)水母管上，生產(chǎn)過(guò)程中為全廠(chǎng)提供生產(chǎn)工藝制水水源、全廠(chǎng)輔機(jī)軸承冷卻水、發(fā)電機(jī)組空冷器、冷油器用水、鍋爐淋渣水、全廠(chǎng)生活用水等等。隨著用水成本的逐步上升，該廠(chǎng)將全廠(chǎng)輔機(jī)軸承冷卻水、鍋爐淋渣水、甚至是發(fā)電機(jī)組空冷器、冷油器用水（在室外氣溫較低時(shí)）都改成了由機(jī)組循環(huán)冷卻水來(lái)代替，全廠(chǎng)的用水量大大降低，在機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)開(kāi)一臺(tái)工業(yè)水泵也會(huì)造成工業(yè)水母管超壓，該廠(chǎng)化學(xué)分場(chǎng)的運(yùn)行人員不得不采取水泵出口閥節(jié)流的方式運(yùn)行，但由于工業(yè)水泵離運(yùn)行人員工作場(chǎng)所很遠(yuǎn)，工業(yè)水母管壓力變化較頻繁時(shí)，運(yùn)行人員就會(huì)就近開(kāi)啟化學(xué)車(chē)間的工業(yè)水泄壓閥來(lái)調(diào)整工業(yè)水母管壓力，這樣的調(diào)整方式不僅使運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且浪費(fèi)了大量的水資源和電能。

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