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潍坊电厂670MW超临界机组凝结水泵变频运行方式优化探讨及节能分析

摘要：潍坊电厂二期凝结水泵作为大功率辅助设备，实施变频改造以来，节能效果明显。但由于对机组凝结水系统最低压力的要求，无法完全依靠凝泵变频调速来进行凝结水流量的调节，而是采用了变频调节+阀门开度节流调节的方案。在这种调节方式下，随着机组负荷的变化，对凝结水泵转速与调阀开度的配合方式进行优化，可以达到进一步节能的目的。

???????关键词：超临界；变频凝结水泵；方式优化；节能

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???????随着我国电力工业的发展，发电企业竞争的加剧，节能降耗，降低发电成本已越来越得到各电厂的重视。为降低厂用电率，潍坊电厂对二期两台超临界机组的凝结水泵进行了变频改造。但由于对凝结水系统最低压力的要求，一般采用变频调节维持凝结水定压运行，通过改变除氧器上水调门的开度调节凝结水流量，这样以来，随着机组负荷的变化，除氧器上水调门存在很大的节流损失，不能充分发挥凝泵变频调节的节能优势，因此，对凝结水泵转速与上水调阀开度的配合方式需要进一步优化。

???????1、凝结水系统概述：

???????凝结水系统的主要功能是将凝汽器热井中的凝结水由凝结水泵送出，经除盐装置、轴加、除氧器水位调节站、低压加热器输送至除氧器。潍坊电厂二期超临界机组凝结水系统设计配置两台100%容量凝结水泵，其型号为：NLT500-570×5S，设计流量：1809m3/h，扬程：329m。两台凝结水泵共用一套由北京利德华福电气技术有限公司制造的高压变频装置，变频装置采用“一拖二”方式，即通过刀闸间的切换，可以实现任一泵变频、另一泵工频的运行方式。

???????2、关于对凝结水系统压力的要求：

???????凝结水系统在机组启停过程中，由于用户较多，一般采用手动调节凝泵转速，维持较高的凝结水压力，以满足某些用户减温的需要；在机组正常运行时，凝结水压力可适当降低，除满足除氧器上水需要外，主要满足以下用户的用水要求：两台凝结水泵的密封水，电泵、A、B汽泵及三台前置泵密封水，大机轴封减温水，闭式水箱补水。

???????3、目前凝结水系统运行现状：

???????目前机组实际运行中，大机轴封减温水、闭式水箱补水以及两台凝结水泵的密封水用水量都不大，而且对凝结水压力的要求也不高，凝结水系统的压力主要满足除氧器上水和三台给水泵密封用水的要求。

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???????节流控制是通过改变装在管道上的阀门的开度，使阀门对供水的阻力发生变化。所以反映到上图中，管道特性曲线从DE移到DE，运行工况点从A0点移动到A1点。变频调速控制是在管道性能曲线不变的情况下，通过改变泵的工作转速，使其性能曲线变化，从而变更运行工作点来实现调节，工况点将从A0点移到A2点。

???????用节流控制流量比用变频调速控制时多消耗的功率ΔP为：

???????ΔP=P1-P2=(H1-H2)Q1*ρg/1000

???????而且功率ΔP随着着阀门的开度减小而增加。另一方面，用变频调节通过改变凝结水泵转速来进行控制时，由水泵叶轮的相似定律，当转速由n0变为n1时，流量Q、扬程H、功率P大致变化关系为：

???????Q1=Q0*(n1/n0)

???????H1=H0*(n1/n0)2

???????P1=P0*（n1/n0）3

???????由以上几个公式可知，流量与转速的一次方成正比；扬程与转速的二次方成正比；功率与转速的三次方成正比。当水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能的潜力非常大。

???????优化方案实施存在的问题及解决办法：

???????4.1?凝结水泵出口压力最低允许值确定：

???????在机组启停过程中，一般采用手动维持较高凝结水压力以满足某些用户减温的需要；机组正常运行时，由于杂项用户对凝结水压力要求不高，主要满足除氧器上水和给水泵密封水的要求，两者选取较大者。

???????满足除氧器上水的凝结水泵出口压力允许值可以从凝结水系统设计计算书得到，但在实际应用中，必须在现场参照理论值进行校核试验。

???????校核试验时，对三台给水泵密封水而言，可部分开启其调门旁路门，以增大调门的调节裕度。

???????除氧器水位的自动控制：

???????目前潍坊电厂二期两台机组正常运行时，除氧器水位的控制多为上水调门投自动，而用手动调整凝泵转速维持凝泵出口压力的方式。因此待条件成熟时，通过完善自动调节系统，用除氧器上水调门控制水位，而凝泵变频则根据凝结水流量的变化，自动调整凝泵出口压力定值（满足凝结水系统用户需求）的方案是可以实现的。

???????至于机组启停时除氧器水位的控制，我们则可以采用以前上水调门