200MW 机组电动给水泵调速方式研究11001.pdf

中国电机工程学会第十届青年学术会议 ·吉林 200MW 机组电动给水泵调速方式研究 谭红军 韩锡兵 （东北电力设计院吉林省 长春市 130021 ） 摘要：本文论述了液力耦合器调速和高压变频器调速各自特点，进而对200MW燃煤机组电动给水泵组配置液力耦合器和 配置高压变频器调速方案进行论述和技术经济比较，并提出200MW燃煤机组电动给水泵组调速方式的选择建议。 关键词：调速；液力耦合器；高压变频器；电动给水泵组；技术经济比较 1、概述 1.1 国内外调速现状 目前，国外在 300MW 以上的泵和风机已普遍应用调速设备，我们国家在经过过去十几年的摸索以后， 也已经认可了调速节能的意义，并在一些大功率的旋转离心设备上加装调速设备。火电厂的大功率的泵与 风机到目前为止，仍然以定速为绝大多数，只有少数用户进行了调速改造。 1) 液力耦合器方面 液力耦合器采用液体传递动力，以实现调速、隔绝轴系振动，此外，液力耦合器还可以作为一个油站 同时给泵和电机供油。世界上最早的液力耦合器诞生于 147 年前的德国，在 1989 年东西德合并以前，西 方国家一直将其列入对我国禁运的产品目录，目前主要国产液力耦合器都从仿制德国福伊特(Voith)公司 产品起步，虽然总体产品质量上有欠缺，但因为价格低廉，目前取得了不错的应用业绩。进口液力耦合器 由于在产品可靠性方面优势明显，目前在 300MW 和600MW 电厂锅炉电动给水泵用耦合器等关键位置几乎处 于垄断地位，同时在其他大功率的风机、水泵等重要辅机上，由于对可靠性非常看重，进口液力耦合器也 有不少应用。 2) 高压变频器方面 变频器通过对电源周波的分解和逆变，实现电机转速的调节，进而改变被驱动设备的转速。目前市场 上高压变频器的品牌繁多，但在工业领域，尤其电力行业，基本为几个欧美品牌垄断，主要应用在功率相 对较低的泵或者风机上。欧美国家对节能的重视比较早，因此变频器的技术发展的相对较早。变频器高效 率范围比液力耦合器要宽，因此，当机组长期运行在很低的负荷时（50％负荷以下），使用变频器比液力 耦合器能得到更好的节电效果。使用变频调速的设备虽然可以得到很好的节电效果，但由于高压变频器对 电网可能产生谐波污染，故应选用符合现行国家标准 GB/T 15543 和 IEEE519 的谐波抑制标准要求的变频 器。 1.2 调速目的 目前，我国火力发电厂装机容量正向大容量、高参数方向发展，对于主要辅机的运行可靠性的要求越 来越高，每一个环节的故障都可能导致整个系统的瘫痪。同时，电厂更加重视成本的节约，调速节能正在 成为趋势。 调速运行的主要目的包括以下两方面： 1) 提高系统可靠性及运行的安全性，改善轴系运行的机械状况，延长设备使用寿命。 以给水泵为例，一方面电动机需要软启动，另一方面，由于设备选型裕度较大和机组长期在低负荷模 式下运行，由此导致的管道振动、阀门漏流、转动部件磨损、轴封渗漏、阀门磨损、电机线圈温度高等问 题十分常见。而选择把泵降低到合理的转速则可以极大的缓解上述问题，降低事故率，进而提高了系统可 靠性及运行的安全性。 2) 降低厂用电率，节约成本。 减少厂用电节约成本最根本的办法是选择高效率的泵，同时通过对整个系统的合理规划，留出适当的 压头、流量、电机功率的裕度，加装任何调速设备只是对其的补充。只有转速控制在得到需要的流量和压 头的同时，泵的高效率范围也随着转速的变化而平移，从而水泵能够一直在较高的效率下运行。 1.3 不同调速方式的特点 - 278 - 中国电机工程学会第十届青年学术会议 ·吉林 转速调节的方式多种多样，包括液力耦合器调速、变极电机、晶闸管调压调速、普通串级调速、变频 调速、内反馈串级调速、无换向器电机调速、电磁调速电动机调速、电机转子串电阻调速等等，其中以液 力耦合器和变频器最为常见，液力耦合器早在 1986 就以被列为国家重点推广的节能产品，已经在几乎所 有工业领域广泛应用。变频器在过去几年也取得了不错的应用业绩，尤其是低压变频器（380V，220kW 以 下）凭借良好的节能效果和相对成熟的设