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一、概述
目前，在我國電源結(jié)構(gòu)中，火電裝機容量占74%，發(fā)電量占80%;因此火電機組及其輔機設(shè)備的節(jié)能改造工作是非常重要的。火電廠中的各類輔機設(shè)備中，風(fēng)機水泵類設(shè)備占了絕大部分，而在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的當(dāng)代，火電機組調(diào)峰力度也隨之加大，這些機組的負荷變化范圍很大，必須實時調(diào)節(jié)風(fēng)機水泵的流量，蘊藏著巨大的節(jié)能潛力。目前調(diào)節(jié)流量的方式多為節(jié)流閥調(diào)節(jié)，它并不能大范圍調(diào)節(jié)電動機的輸出功率，所以浪費了大量的能源。隨著世界能源危機影響范圍越來越廣，人們對節(jié)約能源的意識也越來越強，我國在電力行業(yè)的改革為適應(yīng)新形勢逐步的深化。降低發(fā)電成本，提高單位能耗的發(fā)電量，已成為各火電廠努力追求的經(jīng)濟目標(biāo)，要求也越來越迫切。而采用變速調(diào)節(jié)風(fēng)機和泵類達到節(jié)能目的，已成為共識。
另外，交流高壓電機的直接起動會產(chǎn)生巨大的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊，在很短的起動過程中，轉(zhuǎn)子籠型繞組及阻尼繞組將承受很高的熱應(yīng)力和機械應(yīng)力，致使籠條的端環(huán)斷裂。而且能造成定子繞組絕緣的機械損傷和磨損，從而導(dǎo)致定子繞組絕緣擊穿。直接起動時的大電流還會引起鐵芯振動，使鐵芯松馳，引起電機發(fā)熱增加。由于變頻器可以做到起動轉(zhuǎn)矩高且平滑無沖擊，對延長電動機的使用壽命，減少對電網(wǎng)的沖擊，保證機組正常運行是很有必要的。還有現(xiàn)在電廠的自動化程度不斷提高，運行工藝對輔機設(shè)備的控制性能的改善也是十分迫切的，例如在燃料控制系統(tǒng)中，采用精確度很高的變頻調(diào)速可以大幅度地改善爐內(nèi)的燃燒工況，從而節(jié)煤、節(jié)水，并可節(jié)省這些物料的運輸、處理能量等。有更精準(zhǔn)的設(shè)備是必然會出現(xiàn)更優(yōu)良的工藝，從而生產(chǎn)效率，這已不再簡單地局限在節(jié)能的范疇。
本文針對電廠泵類輔機的電動機實際運行工況，介紹變頻改造案例。
二、宣威電廠凝結(jié)水泵簡介
在汽輪機內(nèi)做完功的蒸汽在凝汽器冷卻凝結(jié)之后，集中在熱水井中，這時凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水及時地送往除氧器中。維持凝結(jié)水泵連續(xù)、穩(wěn)定運行是保持電廠安全、經(jīng)濟生產(chǎn)的一個重要方面。
監(jiān)視、調(diào)整凝汽器內(nèi)的水位是凝結(jié)水泵運行中的一項主要工作。在正常運行狀態(tài)下，凝汽器內(nèi)的水位不能過高或過低。當(dāng)機組負荷升高時，凝結(jié)水量增加，凝汽器內(nèi)的水位相應(yīng)上升。當(dāng)機組負荷降低時，凝汽器內(nèi)水位相應(yīng)降低。
國電云南宣威電廠凝結(jié)泵電機為6kV/1000kW電機，設(shè)計時有較大裕量，每臺機組配備二臺凝結(jié)泵，一臺運行，一臺備用。為安全起見要求變頻器可以在兩臺電機間切換運行，并保留電機原有的進線開關(guān)。
三、運行分析
相關(guān)數(shù)據(jù)實測結(jié)果如下：
表1工頻和變頻調(diào)速凝結(jié)水泵的輸入功率對比
由于凝結(jié)水泵在設(shè)計時留有很大余量,實測結(jié)果50%負荷時節(jié)能率為70%，滿負荷時節(jié)能率也達15%。節(jié)能效果十分明顯。同時，電機變頻啟動時，啟動電流平穩(wěn)上升,電機啟動非常平穩(wěn)。
四、節(jié)能效益計算
全年發(fā)電機組運行時間按7200h計算，其中雙泵運行時間和單泵運行時間各占一半，發(fā)電機組滿負荷、80%負荷、70%負荷、50%負荷運行時間均為1800h，電費成本為0.2元/度。
機組滿負荷時，在變頻泵運行情況下，年至少節(jié)省電費：67320元
機組80%負荷時，在變頻泵運行情況下，年至少節(jié)省電費：90000元
機組70%負荷時，在變頻泵運行情況下，年至少節(jié)省電費：202500元
機組50%負荷時，在變頻泵運行情況下，年至少節(jié)省電費：315000元
在滿負荷全年運行至50%負荷全年運行情況下，投入一臺北京合康億盛公司生產(chǎn)的國產(chǎn)高壓變頻器后，全年可節(jié)約電費平均達674820元左右。
