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600MW机组凝结水泵节能改造技术应用研究【摘要】某电厂600MW机组凝结水泵设计压头偏高造成调节阀节流损失偏大凝结水泵偏离经济区域运行。本文在现场测试实时运行数据的基础上对凝结水泵的进行了叶轮抽取、变频改造技术研究对比改造前、后各个典型工况电机电流发现凝结水泵电机电流大幅度下降节能效益明显同时消除了调节阀深度调节带来的振动和刺耳的噪声。【关键词】600MW；凝结水泵；抽取叶轮；变频改造引言凝结水泵是汽轮机的主要辅助设备之一合理选取凝结水泵性能参数对机组经济运行有重要意义。由于设计规程及厂家过分强调安全性造成凝结水泵的设计容量偏大[1]。在实际运行中凝结水泵的运行效率低电能浪费严重现场噪音大等问题本文根据某厂600MW机组的实际运行情况进行测试分析数据合理选择凝结水泵性能参数对凝结水泵进行了综合节能改造。1设备及系统运行概况某电厂600MW机组为上海汽轮机厂制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机型号为N600/24.2/566/566。该机组配置两台2×100%容量的凝结水泵正常运行时一用一备。凝结水泵设计为定压节流调节运行方式除氧器水位通过70%容量主调整门和30%容量副调整门共同调节。机组运行期间在各负荷工况除氧器水位调整门总开度均在51%以下节流损失50%以上凝结水泵效率低于设计值10%以上。机组低负荷时除氧器水位调节阀开度更小300MW负荷工况下只有20%不到调整门节流损失达到65.6%存在较大节流损失凝结水泵效率只有59%电机电流达到161A。除氧器流量调整阀门由于长期处于小开度阀门汽蚀冲刷严重管道振动也较大也影响机组安全运行。凝结水泵扬程选型偏大凝结水调节阀始终处在节流状态造成凝结水泵不在经济工况运行点工作电耗大低负荷工况更为严重。2综合节能改造方案研究为了解决凝结水泵扬程过大和低负荷调整门节流损失较大问题通过两种节能改造方式相结合的改造方法。首先根据凝结水泵实际需要扬程对凝结水泵进行抽叶轮改造然后对抽掉叶轮的凝结水泵进行变频改造。2.1抽叶轮改造2.1.1凝结水压力裕量分析为了避免凝结水泵扬程余量过大问题采用实际运行凝结水系统参数进行选型在凝结水泵出口处、凝结水管道轴加前、除氧器流量调整门后、除氧器上水口处安装压力测点然后分别在不同工况下读取实际压力。2.1.2凝结水泵抽叶轮改造方案研究该机组凝结水泵为5级叶轮抽取一级叶轮后出口压力降低1/5即4.05/5=0.81MPa。经核算同样得出去除一级叶轮后凝结水泵出口压力可以满足凝结水系统设计压力值。为了尽量减少对凝结水泵的效率及轴系平衡产生影响并考虑导流壳之间的连接问题和叶轮抽取后空间等问题抽取次末级叶轮及导流壳且末级叶轮及导流壳下调至次末级位置采用带有导瓦的短节弥补短缺的空间[4]。经计算由于抽取次末级叶轮凝结水泵出口压力下降0.81MPa流量不变凝结水泵效率下降小于1%则凝结水泵轴功率下降367kW。2.2开关变频一拖二改造方案变频调节是凝结水泵出口门全开条件下即管路特性曲线不变的条件下通过改变电源频率改变凝结水泵转数相应改变凝结水泵特性曲线从而改变凝结水泵的工作点。变频调速的主要优点是大大的减少附加的节流损失经济性很高。图1开关切换的一拖二方案开关切换的一拖二方案如图2所示应用一台变频器既能实现单台泵的工变频切换又能实现两台泵间的变频切换任何时候都能实现变频调节运行。2.3变频器容量的选择结合凝结水泵的运行参数600MW工况抽取叶轮前实际功率为2177kW变频器容量按照凝结水泵叶轮抽取后功率来选择叶轮抽取后凝结水泵轴功率下降到1810kW并考虑机组可能的最大负荷以及其他因素取安全系数1.3[5]变频器容量选择为2350kW。同比未抽取叶轮前变频器容量下降477kW变频器单价按800元/kW计算节省变频器一次性投资38.2万元。3改造后效果及经济性分析叶轮取消一级并变频改造后消除了起动时大电流对电动机、传动系统和主机的冲击克服了调节阀调节品质劣化引发凝结水系统管道振动的问题改善凝结水泵现场噪音过大问题。改造后在相同负荷工况时分别测试不投变频和投入变频电机电流与未改造凝结水泵电机电流相比见表4所示计算改造前后凝结水泵的功率损耗从而比较变频器在不同工况下的节能效果电机电压6kV改造前功率因数为0.87改造后为0.95改造前后节能效果如表2所示。由表4可知仅抽取一级叶轮后各个工况电机电流均下降40～50A。而抽取叶轮再开启变频运行后电流下降明显特