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　　【中國泵閥商務(wù)網(wǎng) 編輯推薦】給水泵是火力發(fā)電廠重要的輔機(jī)之一，其運(yùn)行的正常與否直接關(guān)系到整個電廠能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，我國火力發(fā)電廠裝機(jī)容量正向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，對于主要輔機(jī)運(yùn)行可靠性的要求越來越高，每一個環(huán)節(jié)的故障都可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。同時，電廠更加重視成本節(jié)約，調(diào)速節(jié)能正在成為趨勢。　　　　
　　給水泵是火力發(fā)電廠重要的輔機(jī)之一，其運(yùn)行的正常與否直接關(guān)系到整個電廠能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，國外在330MW以上機(jī)組的泵和風(fēng)機(jī)上已普遍應(yīng)用調(diào)速設(shè)備，我國在經(jīng)過長時間摸索以后，也在一些大功率的旋轉(zhuǎn)設(shè)備上加裝調(diào)速設(shè)備。液力耦合器采用液體傳遞動力，以實(shí)現(xiàn)調(diào)速、隔絕軸系振動。變頻器通過對電源頻率的改變，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變被驅(qū)動設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
　　
　　1．調(diào)速的目的
　　
　　目前，我國火力發(fā)電廠裝機(jī)容量正向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，對于主要輔機(jī)運(yùn)行可靠性的要求越來越高，每一個環(huán)節(jié)的故障都可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。同時，電廠更加重視成本節(jié)約，調(diào)速節(jié)能正在成為趨勢。調(diào)速運(yùn)行的主要目的包括以下兩個方面。
　　
　　1.1提高系統(tǒng)可靠性及運(yùn)行的安全性，改善軸系運(yùn)行的機(jī)械狀況，延長設(shè)備使用壽命
　　
　　以給水泵為例，一方面電動機(jī)需要軟啟動，另一方面，由于機(jī)組長期在低負(fù)荷模式下運(yùn)行，由此導(dǎo)致的管道振動、閥門漏流、閥門磨損、電機(jī)線圈溫度高等問題十分常見，而選擇把泵降低到合理的轉(zhuǎn)速則可以緩解上述問題，降低事故率，進(jìn)而提高了系統(tǒng)可靠性及運(yùn)行的安全性。
　　
　　1.2降低廠用電量，節(jié)約成本
　　
　　減少廠用電量根本的辦法是選擇率的泵。只有在得到需要的流量和壓頭的同時控制轉(zhuǎn)速，泵的率范圍隨著轉(zhuǎn)速的變化而平移，才能使水泵一直在較高的效率下運(yùn)行。
　　
　　2.不同調(diào)速方式的特點(diǎn)
　　
　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式多種多樣，其中以液力耦合器和變頻器為常見，液力耦合器幾乎已經(jīng)在所有工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。變頻器在過去幾年也取得了不錯的應(yīng)用效果，尤其是低壓變頻器(380V、220kW以下)憑借良好的節(jié)能效果和相對成熟的設(shè)計，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，高壓變頻器在可靠性等方面進(jìn)行了較大幅度改善，也日益應(yīng)用在多個領(lǐng)域。
　　
　　2.1液力耦合器的特點(diǎn)
　　
　　液力耦合器是一種液力傳動裝置，主要由殼體、泵輪、渦輪3個部分組成，其性能特點(diǎn)如下。
　　
　　2.1.1能使電機(jī)空載啟動，調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)從零調(diào)節(jié);沒有電氣連接，對環(huán)境要求不高。2.1.2技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便;結(jié)構(gòu)合理，維修方便。
　　
　　2.1.3價格便宜，對精度要求低;本身存在轉(zhuǎn)差(3%左右)，負(fù)載不能達(dá)到電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，屬于有附加轉(zhuǎn)差調(diào)速裝置;故障率低，運(yùn)行時需加專用的密封冷卻系統(tǒng);液壓油老化后需定時更換。
　　
　　2.1.4適用于不同等級的高低電壓、中大容量電機(jī)配用，功率范圍寬。
　　
　　2.2高壓變頻器的特點(diǎn)
　　
　　變頻調(diào)速器是將一恒定電壓、頻率的電源在變頻器內(nèi)部經(jīng)整流后變成直流，再經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成頻率與電壓比值一定，電壓、頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電源。高壓變頻器的性能特點(diǎn)如下。
　　
　　2.2.1調(diào)速范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)從零轉(zhuǎn)速到工頻轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，使電動機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動，停機(jī)時電流沖擊極小，軟啟動時母線的電壓下降較少，降低了啟動電流，所以可以延長電動機(jī)的使用壽命。頻率的調(diào)整是根據(jù)電機(jī)在低頻下的壓頻比系數(shù)調(diào)整電壓和頻率的輸出，在低轉(zhuǎn)速下，電機(jī)不僅發(fā)熱量低，而且輸入電壓低，將使電機(jī)絕緣老化速度降低。
　　
　　2.2.2無須升壓變換，降低了裝置的損耗，提高了可靠性，解決了高壓電力變換的困難。
　　
　　2.2.3性能指標(biāo)高，在調(diào)速中轉(zhuǎn)差率小，損耗不增加，能保持較高的功率因數(shù)，變頻器效率達(dá)95%以上，對電機(jī)產(chǎn)生諧波污染較小，噪聲低，轉(zhuǎn)矩脈動很低，不會導(dǎo)致電機(jī)等機(jī)械設(shè)備的共振，同時也減少了傳動機(jī)構(gòu)的磨損，變頻器與電機(jī)的連接受場地約束較小。
　　
　　2.2.4高壓變頻器在發(fā)電廠中小功率給水泵電機(jī)調(diào)速方面已有應(yīng)用，但在大功率給水泵電機(jī)調(diào)速方面尚缺乏足夠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
　　
　　2.2.5對供電質(zhì)量要求高。電壓、頻率瞬時有較大波動變頻器保護(hù)就會動作，恢復(fù)后不能馬上重新啟動變頻器，影響設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　
　　3兩種調(diào)節(jié)方式的經(jīng)濟(jì)性比較
　　
　　現(xiàn)以330MW機(jī)組給水泵組為例對變頻與液力耦合器兩種調(diào)速方式進(jìn)行比較。該機(jī)組給水泵原設(shè)計為3×70%額定容量電動給水泵組，配液力耦合器調(diào)速。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日漸成熟，針對變頻調(diào)速效率較高的特點(diǎn)，對1臺電動給水泵配置高壓變頻器調(diào)速方式與1臺電動給水泵配置液力耦合器調(diào)速方式進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較。
　　
　　3.1經(jīng)濟(jì)性比較考慮的因素
　　
　　在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較時主要考慮以下因素:到廠煤價;機(jī)組年利用時間和機(jī)組年運(yùn)行時間;機(jī)組負(fù)荷性質(zhì);電廠發(fā)電成本;電廠建設(shè)每千瓦投資額;泵組價格;泵組運(yùn)行效率和耗電量;泵組安裝、維護(hù)、檢修(包括檢修設(shè)施)等費(fèi)用。
　　
　　3.2經(jīng)濟(jì)性比較的方法和取值
　　
　　經(jīng)濟(jì)性比較采用原電力工業(yè)部1982年2月頒布的《電力工程經(jīng)濟(jì)分析暫行條例》(以下簡稱《條例》)中規(guī)定的“年費(fèi)用小法”。其計算公式如下:
　　
　　F=Z?[r(1 r)n(1 r)n-1] U
　　
　　式中:F為年費(fèi)用;r為投資回收率，取0.08;n為工程的經(jīng)濟(jì)使用年限，按《條例》取20年;Z為折算到投產(chǎn)年份的設(shè)備總價格;U為折算年運(yùn)行費(fèi)。
　　
　　3.3設(shè)備總價格
　　
　　設(shè)備總價格包括:設(shè)備費(fèi)(前置泵和給水泵本體、配套設(shè)備和電動機(jī))、設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)、設(shè)備安裝和施工管理費(fèi)等。對兩種調(diào)節(jié)方式費(fèi)用差別不大的項(xiàng)目予以忽略。耦合器調(diào)速設(shè)備總費(fèi)用為300萬元，變頻調(diào)速設(shè)備總費(fèi)用為650萬元，采用液力耦合器調(diào)節(jié)方式的電動給水泵組設(shè)備總價格比采用變頻調(diào)節(jié)方式的電動給水泵組設(shè)備總價格低350萬元。
　　
　　3.4泵組年耗電量
　　
　　泵組年耗電量按機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷模式計算，根據(jù)供熱電廠的特點(diǎn)和該熱電廠提供的機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷模式，按年發(fā)電設(shè)備運(yùn)行7098h計算。液力耦合器調(diào)節(jié)方式年總計耗電量26.17×106kW?h，年費(fèi)用610.92萬元。變頻調(diào)節(jié)方式年總計耗電量22.47×106kW?h，年費(fèi)用575.44萬元。電動給水泵組采用高壓變頻器調(diào)節(jié)方式的比采用液力耦合器調(diào)節(jié)方式全年省電約3.70×106kW?h，年費(fèi)用降低35.48萬元。
　　
　　高壓變頻器設(shè)備中電容為其易損耗件。采用電解電容的高壓變頻器中電容的使用壽命為7～8年;采用薄膜電容和安規(guī)電容的高壓變頻器中電容使用壽命約為15年，其更換費(fèi)用約為40萬元。國產(chǎn)液力耦合器的主要部件(包括泵輪、渦輪、主驅(qū)動變速箱等)承諾使用壽命為30年，其易損件為傳動軸承、密封件和油泵。其中軸承和密封件需要3年更換，每次更換費(fèi)用約為2萬元;油泵的轉(zhuǎn)動部件需要5年更換，每次更換費(fèi)用約為3000元。進(jìn)口液力耦合器承諾使用壽命為30年，其中軸承可保證工作10萬h，只需定期更換工作油。所以，無論采用何種調(diào)節(jié)方式，都應(yīng)在電廠服役期內(nèi)考慮上述因素。
　　
　　4結(jié)論
　　
　　經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，電動給水泵如采用高壓變頻器調(diào)節(jié)方式比采用液力耦合器調(diào)節(jié)方式，用電量少，年費(fèi)用低。變頻調(diào)速是當(dāng)代先進(jìn)、的調(diào)速技術(shù)。低壓變頻器在火電廠已得到了廣泛應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)自動控制和節(jié)能降耗上收到了良好效果，已被社會所公認(rèn)。高壓變頻器在火電廠的送、引風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、灰渣泵、循環(huán)水泵、汽機(jī)凝結(jié)水泵、母管制給水泵等技術(shù)改造、新建、擴(kuò)建機(jī)組中，已經(jīng)和正在廣泛得到應(yīng)用。高壓變頻器在電廠的應(yīng)用，已經(jīng)和正在得到人們的普遍重視。330MW機(jī)組建議采用高壓變頻調(diào)節(jié)方式的給水泵組。但是需要特別指出的一點(diǎn)是，目前高壓變頻器在大功率電機(jī)調(diào)速方面仍有技術(shù)欠缺，而鍋爐給水泵是火力發(fā)電廠重要的輔機(jī)之一，其運(yùn)行的正常與否直接關(guān)系到整個電廠能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，因而在選擇其調(diào)速方式時還要根據(jù)實(shí)際情況。