一、前言
近10年來,高壓變頻調(diào)速技術(shù)的大量推廣對(duì)電力行業(yè)的節(jié)能降耗做出了巨大的貢獻(xiàn),國內(nèi)火力發(fā)電廠在工作輔機(jī)節(jié)能改造方面已進(jìn)入普及階段,大部分的火電企業(yè)都開始轉(zhuǎn)變思路,敢于嘗試,在生產(chǎn)自耗電的降低方面取得了突破性的進(jìn)展,輔機(jī)耗電量在使用高壓變頻調(diào)速技術(shù)后得到了進(jìn)一步的遏制,大部分應(yīng)用成熟的負(fù)載例如引送風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵等均已改造完成,那么如何更深入挖掘鍋爐輔機(jī)節(jié)能潛力成為了電力企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn),在這種情況下,作為耗電大戶,給水泵的變頻節(jié)能改造成為了思考的方向!改造的誘惑:
①給水泵功率大,能耗高。
②節(jié)能潛力大?,F(xiàn)有改造經(jīng)驗(yàn)來講,對(duì)于負(fù)荷不滿的機(jī)組,通常節(jié)電率在20%左右(跟發(fā)電負(fù)荷有直接聯(lián)系)。
雖然足夠誘惑,但多數(shù)企業(yè)慎而又慎,遲遲不敢有所為,主要原因?yàn)椋?/span>
①負(fù)載太重要,沒有案例,或者沒有經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo),沒有用戶敢于下決心去改造,去嘗試,因?yàn)橐坏└脑斐霈F(xiàn)問題,造成的影響會(huì)非常大,這個(gè)是主要原因。
②改造不僅涉及變頻器,還涉及機(jī)械方面的改造,變頻廠家不懂,機(jī)械方面廠家也不會(huì)去考慮。加之機(jī)械方面液力耦合器的改造和前置泵的改造工作難度較大,改造方案確定難度大,造成更沒人去動(dòng)給水泵。
但數(shù)據(jù)顯示,世界發(fā)達(dá)國家早已把鍋爐給水泵系統(tǒng)作為推廣變頻調(diào)速節(jié)能改造的重點(diǎn)項(xiàng)目之一,國內(nèi)也有企業(yè)敢于嘗試,這其中森蘭有幸成為用戶高度認(rèn)可的變頻系統(tǒng)提供商。本文就針對(duì)森蘭在新疆某電廠的大功率鍋爐給水泵節(jié)能改造項(xiàng)目作為案例為給水泵負(fù)載的改造提出新的思路。
二、項(xiàng)目概況
新疆某電廠投運(yùn)有5*350MW大型燃煤發(fā)電機(jī)組,該電廠10臺(tái)高壓大功率電動(dòng)給水泵改造成為了森蘭給水泵改造的標(biāo)志性項(xiàng)目,該電廠一期建成5個(gè)機(jī)組,先期先嘗試對(duì)5#機(jī)鍋爐給水泵進(jìn)行了改造,改造后,其高額的收益、穩(wěn)定的性能讓用戶下定決心一次性對(duì)一起剩余4個(gè)機(jī)組給水泵全部進(jìn)行了改造,項(xiàng)目總計(jì)10臺(tái)大功率鍋爐給水泵。
機(jī)組配置如下:單臺(tái)機(jī)組鍋爐給水系統(tǒng)配備3臺(tái)50%鍋爐給水泵,采用2用1備運(yùn)行方式。給水泵系統(tǒng)采用液力偶合器作為調(diào)速方式,其中給水泵采用鄭州電力機(jī)械廠的300TSBII-JB型,液力偶合器為德國VOITH公司的R16K400M。前置泵為鄭州電力機(jī)械廠生產(chǎn)的YnKn350/250J型水泵。系統(tǒng)整體示意圖如下:
系統(tǒng)由前置泵、電動(dòng)機(jī)、液力偶合器(包含工作油路、潤滑油路部分)、給水泵組成,系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化,通過液力偶合器調(diào)節(jié)給水泵供水量的大小,以滿足鍋爐生產(chǎn)系統(tǒng)供水量的需要。
可以看出,如需進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造,就需要考慮前置泵調(diào)速后運(yùn)行方式問題,變頻調(diào)速后液偶是否改造問題,改造后DCS控制方面的問題。
三、系統(tǒng)改造方案
面對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng),高難度的改造,森蘭進(jìn)行了近一個(gè)月的現(xiàn)場調(diào)研,結(jié)合多年豐富的電廠應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),與用戶進(jìn)行了多次的現(xiàn)場交流與技術(shù)溝通,最終確認(rèn)了一套最切合現(xiàn)場實(shí)際的改造解決方案,同時(shí)全程提供技術(shù)支持,指導(dǎo)用戶現(xiàn)場完成整個(gè)系統(tǒng)變頻改造,改造方案為:單個(gè)機(jī)組將兩臺(tái)運(yùn)行泵改為變頻驅(qū)動(dòng),剩余一臺(tái)備用泵不做改動(dòng),仍采用液偶調(diào)速。改造機(jī)械部分包括液力偶合器、前置泵的改造,電氣部分包含電機(jī)側(cè)以及DCS控制系統(tǒng)改造等內(nèi)容,改造內(nèi)容較多,需要注意可考慮的細(xì)節(jié)也非常多,方案簡介如下:
3.1變頻器改造方案
項(xiàng)目采用一拖一限流方案:
此方案為一拖一的典型方案,QS1、QS2為隔離開關(guān)。隔離柜作用:方便檢修時(shí)有明顯的斷點(diǎn),確保人身和設(shè)備的安全。
3.2機(jī)械改造方案
3.21.前置泵改造:根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計(jì),并仔細(xì)研究分析現(xiàn)場采集到的給水系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù),最終確定前置泵無需進(jìn)行改造的方案,打破原有“改變頻必改前置泵”的武斷策略,最終通過實(shí)踐證明,該電廠前置泵未改動(dòng)的情況下,變頻驅(qū)動(dòng)依舊就能夠滿足變頻改造后現(xiàn)有各個(gè)工況情況下的運(yùn)行需要,不會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。為用戶節(jié)約了一大部分的成本投入并最大可能的不對(duì)原有成熟設(shè)計(jì)進(jìn)行變更,減少改造風(fēng)險(xiǎn)。
3.2.2針對(duì)液偶調(diào)速的弊端,將液偶調(diào)速功能取消,改為增速箱連接,系統(tǒng)節(jié)電率得到最大化的保證。改造包括液偶本體的改造以及潤滑油路的改造,最終在確保電機(jī)、給水泵的穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,最大化的挖掘節(jié)能潛力。
3.3 控制系統(tǒng)改造方案
結(jié)合原有控制特點(diǎn),變頻器控制系統(tǒng)采用專用控制器,同時(shí)針對(duì)鍋爐各項(xiàng)調(diào)節(jié)狀態(tài)分析可能存在的風(fēng)險(xiǎn),與原系統(tǒng)完美對(duì)接,使用邏輯策略來規(guī)避各項(xiàng)可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況,最終將系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制到最低,現(xiàn)場經(jīng)過多項(xiàng)試驗(yàn)最終保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。
四、改造效果
1、經(jīng)過1個(gè)月的現(xiàn)場施工,項(xiàng)目正式投入運(yùn)行,投入之初即收到了預(yù)期的節(jié)能效果,節(jié)電率高達(dá)20%以上,降低了1個(gè)百分點(diǎn)的廠用電率。受到了用戶的一致好評(píng)。
2、對(duì)現(xiàn)場的控制以及可靠性方面做了大量的試驗(yàn),最終證明改造后系統(tǒng)仍可保持原有的備用方式并不影響給水系統(tǒng)的可靠性,并未引發(fā)可能存在的改造風(fēng)險(xiǎn),項(xiàng)目實(shí)施圓滿結(jié)束。
改造現(xiàn)場:
五、總結(jié)
大功率鍋爐給水泵的突破性改造,標(biāo)志著大型火力發(fā)電機(jī)組變頻節(jié)能改造新的高度,其顯著的節(jié)能效果,穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品性能,完美的解決方案,是改造成功實(shí)施的原動(dòng)力,為國內(nèi)電力企業(yè)節(jié)能降耗提供了新的思路,項(xiàng)目在新疆地區(qū)起到了標(biāo)桿作用,森蘭也再次證實(shí)了作為國產(chǎn)變頻領(lǐng)軍企業(yè)的雄厚技術(shù)實(shí)力。