1 问题的提出 字串1
河南省某火力发电厂200 MW机组低压加热器系统(见图1)按原设计要求,低压加热器疏水采用逐级自流和2台低压加热器疏水泵联合运行方式。这种设计使低压加热器疏水泵在运行中存在一些问题:(1)因2号低压加热器中的水位靠低压加热器疏水泵出口电动调整门的节流控制,低压加热器疏水泵运行时节流量大,出口压力高,经常发生泵的格兰大量漏水,造成热量和水量损失,地面污染,引起疏水泵不能正常运行甚至损坏;(2)调整门是电动机械结构,线性度不好,调节系统滞后,调节品质差,影响了自动调整的稳定性,经常导致2号低压加热器水位过低或无水位运行,造成低压加热器疏水泵汽蚀,水泵轴向串动严重,电流晃动大,轴承损坏,疏水管道振动和泄漏等故障,增加了维护工作量;(3)低压加热器疏水泵采用定速运行方式,通过出口调整门节流来控制低压加热器水位,在实际运行中很不理想,水位时高时低,运行人员操作频繁,影响机组安全、经济运行;(4)疏水泵经常无水位运行,导致机械故障,使疏水泵一般仅能使用1个月甚至1周左右,维护人员来不及维修而停用,直接将低压加热器系统疏水,排至凝结器热井,降低了机组热效率。为此,决定对2号低压加热器疏水系统进行变频技术改造。 字串5
字串3
图1 低压加热器疏水系统 字串5
2 低压加热器变频控制水位系统 字串8 该系统主要由1151水位传感器、带模拟量输入输出的可编程序控制器IP1612和变频器FR-P9S75组成(见图2)。 字串8 |
图2 低压加热器变频控制水位系统 字串5
2.1 主电路 字串2 |
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图3 主电路 字串2 2.2 PLC接口资源分配 |
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图4 PLC接口资源分配 字串7 2.3 可编程软件流程 3 变频调节特点 字串9 低压加热器疏水泵改为变频调节后,经1a多的运行实践,系统稳定,并具有以下特点:(1)通过改变电机电源频率来改变水泵转速,改变泵的出力以控制2号低压加热器水位。这种控制方式突破了调整门节流控制模式,摆脱了调整门线性不好对控制系统的约束,去掉了中间环节,大大降低了节流损失;(2)由于疏水泵变频调速运行,在调节流量较小时,转速降低,减少了轴承磨损和发热,延长了泵的使用寿命;(3)根据传感器水位信号,变频器输出频率可在15~50Hz间变化,能适应发电机组在各种负荷工况下保持低压加热器水位稳定;(4)调节精度较高,2号低压加热器水位波动可控制在给定值的5%范围内,有力地保证了疏水泵的汽浊余量,使疏水泵可长期稳定运行;(5)疏水泵电机软启动,按设定的加速时间,随着输出电源频率逐步上升,电流和转速慢慢增加,避免了启动时的冲击电流对电机的损伤,使电机寿命增加,维护量减少;(6)保护功能完善,有过电流、过电压、短路及过载等各种保护,还具有开机自检、故障记忆等功能,提高了系统运行安全系数。 字串8 |
图5 PLC流程 字串3 4 经济效益分析 字串8
4.1 减少了维护费用和检修工作量 表1 低压加热器疏水泵改造前后的数据比较 字串3
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负荷 /MW | 流量 /m3.h-1 | 转速/r.min-1 | 电 流 | 消耗功率/kW | |||
改造前 | 改造后 | 改造前 | 改造后 | 改造前 | 改造后 | ||
100 | 38.1 | 2970 | 1500 | 110 | 25 | 57.9 | 13.0 |
150 | 48.1 | 2970 | 1740 | 120 | 35 | 63.2 | 16.0 |
180 | 65.2 | 2970 | 1920 | 128 | 40 | 67.3 | 23.7 |
200 | 81.9 | 2970 | 2100 | 135 | 45 | 71.1 | 29.7 |
从表1可看出,疏水泵改为变频调节后,泵功耗大大降低,由机组额定负荷时的71.10kW降低到29.70kW,其它工况降低得更多。取表1中的4组数据平均值作为1a的平均功率,则疏水泵变频前、后的的平均功率分别为65.32kW、20.60kW。可计算出疏水泵变频前、后消耗的电能分别为572.2032MW.h和180.4560MW.h,节约的电能为391.7472MW.h。按0.60元/(kW.h)计算,则1a内节约费用23.50万元。
字串9 4.3 提高低压加热器设备利用小时数,降低热能损失 改造前因疏水泵经常损坏,造成低压加热器系统投不上,疏水直接排凝汽器热井。据统计,发电机组每发1kW.h的电就多耗煤4g,且每年约有3个月低压加热器投不上。改造后,每年可节省标准煤1.728kt,若按300.00元/t计,可降低煤的费用51.84万元/a。从上面3项计算可知,变频改造疏水泵系统后,每年可获得经济效益90多万元,一般3个月就可收回变频改造的投资。 |