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大唐鲁北发电厂1号机给水泵组变频改造整体方案


大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机给水泵组变频改造整体方案

大唐鲁北发电有限责任公司
1 号机给水泵组变频改造整体方案

2012 年 7 月

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大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机给水泵组变频改造整体方案

目 录
第一章、概述 ...........

..................................................... 3 第二章、330MW 机组电动给水泵改变频运行及改汽泵经济性比较 ..................... 4 第三章、液力偶合器改造方案................................................... 6 第四章 、前置泵改造方案...................................................... 6 第五章、变频器的配置方案..................................................... 7 1、大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机组给水泵组参数 .............................. 7 2、变频器的选配 ............................................................. 8 (1)、DHVECTOL 系列高压变频器主要技术参数 ..................................... 8 (2)、DHVECTOL 系列高压变频器对外接口表 ...................................... 10 3、变频器运行控制 .......................................................... 11 (1)变频器运行方式......................................................... 11 (2)变频器控制方式......................................................... 11 (3)电动机差动保护:........................................................ 11 (4)液力偶合器勺管控制:.................................................... 11 (5)多功能主油泵运行方式:.................................................. 12 4、变频器通风散热方案....................................................... 12 (1) 水冷却系统的工作原理:................................................ 12 (2)设备布置(见下图):..................................................... 12 (3)水冷散热特点: ......................................................... 13 5、变频二拖三方案的电气一次接线............................................. 14 第六章、节能估算 ........................................................... 14 第七章、投资预估 ........................................................... 19

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第一章、概述
大唐鲁北发电有限责任公司 2×330MW 燃煤发电工程厂址位于山东省无棣县北 部埕口镇。东北濒临渤海湾、东南连沾化县,南靠阳信县,西接德州地区庆云县, 北与河北省沧州地区海兴县,黄骅市为邻。企业两台 33 万千瓦机组分别于 2006 年 7 月开工建设,2009 年 9 月、12 月实现双机投产。目前,企业总装机容量为 66 万千 瓦。大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机组给水泵设计为 3x50%额定容量电动 给水泵,配液力偶合器调速。2011 年 1 号机组给水泵耗电率 2.95 %,耗电量占 发电厂用电量的 39.78%,其耗电量是很大的。直接影响供电煤耗,影响发电成本, 影响能源消耗。因此对电动给水泵的调速方式进行优化和改造,是十分必要的。 为降低电动给水泵的年耗电量,降低电动给水泵的年运行费用,降低供电煤耗,根 据大唐双鸭山 1 号机变频调速型液力偶合器电动给水泵(专利号:ZL 2010 2 0640252.8)改造的成功经验,对大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机组液力偶合器 调速方式的电动给水泵,进行变频调速改造是可行的,也是十分必要的。 给水泵进行变频改造的关键是如何改造液力偶合器。以满足输入轴变速运行 时,输出轴能够按增速齿轮箱功能变速输出。其改造方案有:一是将液力偶合器更 换成增速齿轮箱;二是将液力偶合器改造成增速齿轮箱。更换成增速齿轮箱就是 购买一台增速齿轮箱,其造价高,工期长,需要改造给水泵基础等,很难实现; 二是将液力偶合器改造成增速齿轮箱,需要进行设计制造,周期长,费用高,且 属非标产品,运行稳定性很难保证。通过技术经济比较,上述换成增速齿轮箱方案 和改造成增速齿轮箱方案,造价高、供货周期长,是不可取的。三是通过对液力 偶合器的改造,将液力偶合器改造成多功能液力偶合器。所谓多功能液力偶合器 就是,在保留液力偶合器调速功能的基础上,增加液力偶合器的增速齿轮箱输出功 能。实现这一改造后,液力偶合器具备了两种功能,一是工频运行时的液力偶合 器的调速功能(这是原来就有的) ;二是变频运行时(将勺管固定在最大转速位置) 的增速齿轮箱输出功能(这是改造后新增的) 。两种功能可以通过勺管进行切换。 有了这两种功能,配套相应的进口变频器和开关,就可以通过切换实现 1 号机组 三台给水泵的变频二拖三调速改造了。

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第二章、330MW 机组电动给水泵改变频运行及改汽泵经济性比较

目前国内 330MW 等级机组配套的给水泵驱动方式最常用的是电动和汽动两种, 即电动机驱动和小汽轮机驱动。电动机驱动方式有两种方案:一种是电动机通过 齿轮升速驱动定速泵,泵出口流量及压力由调节阀节流调节;另一种是电动机通 过液力耦合器来驱动给水泵,依靠液力耦合器来改变转速,达到调节泵出口流量 及压力的目的。 汽动驱动方式有两种情况:一种是由主机低压抽汽供汽的凝汽式小汽轮机驱 动,另一种是由主机高压缸排汽供汽的背压式小汽轮机驱动。 近年来随着电力市场进入市场经济阶段,电厂管理不只是为了稳发满发,还 要求以最经济的成本多发电、多供电,最终以多结算上网电量,提高经济效益。 为降低供电煤耗,减少能源消耗。因此对机组给水泵驱动方式进行改造是可行的, 也是十分必要的。 目前改造方案主要有两种: 方案一:对电动给水泵进行变频调速改造,一台机组三台给水泵上两台加装 高压变频器,采取二拖三方案,每台机组两台给水泵长期变频运行,另一台给水 泵工频备用。 方案二:将一台 50%容量的电动调速给水泵改为一台 100%容量的汽动给水泵, 保留 2 台 50%容量的电动调速给水泵(此方案已在前期可研中说明不可行) ; 目前国内外的研究结果一般认为:330 MW 以下机组采用电动给水泵组、330 MW 以上采用汽动给水泵组的经济效益比较明显;而 330 MW 机组,电动给水泵方案与 汽动给水泵方案经济效益差别不大。所以,国内外电厂各种配置方式都有。以下 就 330MW 机组电动给水泵上述两种改造方案进行比较如下: 方案一较方案二优点: 1、投资:方案一总投资在 1265 万元以内;方案二总投资约 3000 万元。 2、投资收益:330MW 机组年发电量按 18-19 亿千瓦时计算,方案一年节约标 煤 2483 吨左右, 机组供电煤耗将降低 1.29g/KW.h; 方案二年节约标煤 800 吨左右, 机组供电煤耗将降低 0.42g/KW.h,汽动泵本身增加燃煤消耗。

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3、工期:在完成设备招标及相关前期准备工作的前提下,方案一的改造工期 约为 40 天内,方案二约为 60 天; 4、对设备安装位置要求:方案一无要求,现有厂房内或厂房外新盖房均可; 房案二对设备安装位置有严格要求; 5、改造后设备维修经济性比较:汽动给水泵年维修费用高出液力耦合器年维 修费用 3 倍。主要有给水泵小汽轮机,前置泵减速机构,润滑油系统、小汽轮机 疏水放汽系统、小汽轮机汽封系统与主汽轮机相比,麻雀虽小五脏具全,与电动 给水泵相比无疑大大增加了维修工作量,备品配件及消耗材料的数量小汽轮机除 需定期小修维护外,还需定期(4 年)大修揭盖检查通流部分等;进口变频器是高 科技电力电子产品,设计寿命为 15 年,设计安装位置得当(无粉尘)一般无需维 修,年维修费用可以忽略不计。此外给水泵电机改变频调速后,液力偶合器全开 不参与调速,液力偶合器的工作油温降低 20—30 度,整个电动给水泵系统维修量 约降低三分之一左右。 6、改造后设备运行经济性比较:根据相关文献报道汽动给水泵配置方式与电 动给水泵液力耦合器配置方式相比在运行经济上不相上下;同等条件下液力耦合 器调速电动给水泵比变频调速电动给水泵多耗电 30%左右, 方案一较方案二有明显 优势。 方案二较方案一优点: 1、方案二(电动改汽动)对厂用电率的降低明显:方案二(电动改汽动)能 降低厂用电率 2.9%左右,考虑小汽轮机煤耗,机组供电煤耗将降低 1.4g/KW.h。 机组在相同出力状态,由于小汽轮机效率较大机组效率低,小汽轮机运行需要增 加蒸汽量,煤耗也增加,总体看,节能空间有限;方案一(改高压变频)可以降 低厂用电率 0.406%左右,机组供电煤耗将降低 1.29g/KW.h。 2、在电网企业对电厂发电设备利用小时数相同的情况小,方案二较方案一向 电网供电量增加 2.1%左右,煤耗降低不如方案一明显。 综上所述,对 330MW 等级的发电机组,在机组新建时已配置电动泵作为给水泵 驱动方式的,为实现节能降耗目标,将电动给水泵进行变频调速改造较直接改汽 泵方案有明显优势。

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第三章、液力偶合器改造方案
液力偶合器的改造方案,就是将液力偶合器改造成多功能液力偶合器。使液力 偶合器具有两种功能,工频运行时的调速功能和变频运行时的增速齿轮箱输出功 能。解决了这一技术问题,就能成功的将液力偶合器调速的电动给水泵,改造成 变频调速型液力偶合器电动给水泵。我公司通过与合作伙伴的多年潜心研究,利 用共同的研究成果(专利号:ZL 2010 2 0640252.8) ,无需将液力偶合器更换成 或改造成增速齿轮箱。通过对液力偶合器的改造,将液力偶合器改造成多功能液 力偶合器。在保留液力偶合器调速功能的基础上,增加增速齿轮箱输出功能。 现运行中的液力偶合器,主要由两部分组成,一是增速齿轮,这一部分的作 用是把电动机的额定转速,升高至满足给水泵额定工况的运行转速;一是泵轮、 涡轮、勺管、和循环油系统,其作用是通过勺管调节循环油,改变偶合器内的充 油量,从而调节涡轮转速,实现输出转速的无极调速。这是液力偶合器的工作原 理和调速方式。 多功能液力偶合器是在原液力偶合器功能不变的基础上,对其内部结构和系 统进行改造,增加两台多功能油泵。多功能液力偶合器的工频输入变速输出和变 频输入变速输出的切换是通过勺管实现的。 实现这一改造以后,液力偶合器具有了两种功能,就是工频运行时液力偶合 器的调速功能(这是原来就有的)和变频器调速运行时增速齿轮箱(液力偶合器 勺管固定在额定输出转速位置)的输出功能。

第四章 、前置泵改造方案
给水泵入口水温近似饱和水,为保证不发生汽蚀设置了低速前置给水泵。给 水先通过前置给水泵升高压力后,再进入主给水泵。这样就使主给水泵入口的压 力大于给水温度所对应的汽化压力,避免了主给水泵的汽蚀。前置泵是在 1490r/min 下定速运行的。主给水泵电动机变频调速改造后,前置泵如何运行,是 变频改造必须解决的问题。 1.前置泵定速运行方案 是将前置泵与主给水泵电动机脱开,配备单独电动机直接驱动。实现这一方
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案需要设计院设计前置泵电动机基础,配备一台高压电动机、一面高压开关柜、 相应的电力电缆及控制电缆,以及将现场 0 米的 MCC 配电柜移位,这一方案造价 较高,现场条件亦不具备,故难于实现。 2. 更换前置泵变速运行方案 更换大一级的前置泵,将原配备的 FA1D56A 前置泵拆除,更换一台大一级的 前置泵,安装和改造工程量较大。更换后轴功率却增加很多,能耗增加很多。综 合技术经济比较,亦不可取。 3.前置泵不动给水泵增加诱导轮变速运行方案 原前置泵不动,改造主给水泵一级叶轮在叶轮前增加诱导轮。给水泵芯包需 要返厂改造,改造时间需要三个月,工期长费用高且轴功率增加较多,也不可取。 4.前置泵变速运行方案 前置泵变速运行方案,该方案方便易行,节省投资,降低能耗,关键是解决 了相关技术问题。

第五章、变频器的配置方案 1、大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机组给水泵组参数
(1)给水泵电动机参数 型号 额定功率 额定电压 额定电流 (2)给水泵参数 形式 型号 轴功率 额定转速 双层壳体 DG600-240V 3810.42 KW 5242r/min 扬程 进口流量 出口压力 最低输入压力 2246.5 m 606 m3/h 21.36 MPa ―――― YKS800-4 5100 KW 6000 V 5533A 额定转速 功率因数 冷却方式 空载电流 1493 r/min 0.914 水冷(81W) ————

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汽蚀余量 (3)液力耦合器参数 型号 额定输入转速 最高输出转速 油箱充油量

31.33 m

生产厂家

上海电力修造厂

R17K·2E 1490 r/min 5541 r/min 850 L 逆时针

输入功率 转速比 生产厂家 工作油循环量 输出轴转向 (沿动力 传递方向看)

4376 KW 119/32
德国福依特公司

44 m3/h 顺时针

输入轴转向(沿动力 传递方向看)

(4)前置泵参数 型号 形式 额定转速 流量 要求汽蚀余量 FA1D56A 水平中开双吸 1490 r/min 606m3/h 3.84 m 扬程 m 轴功率 kW 入口压力 出口压力 103.97 187.2 1.06 MPa 1.34 MPa

2、变频器的选配
根据给水泵轴功率,给水泵电动机的参数,结合大唐鲁北发电有限责任公司现 场实际运行情况,建议选配东方日立(成都)电控设备有限公司日立系列原装进口 的 DHVECTOL-HI05500/06 高压变频器。其主要技术参数如下表: (1)、DHVECTOL 系列高压变频器主要技术参数 序号 内容 1 型号 参数 DHVECTOL-HI05500/06 备注

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安装地点 整流形式 是否需要滤波器 控制方式 额定容量

室内 IGBT PWM 不需要 鲁棒型无速度传感器矢量控制 5500KVA

额定输入电压/允许变化范 6kV±10% 围

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额定输入频率/允许变化范 0~50Hz 围

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

输出电压 输出电流 输出频率 输出频率精度 输出频率分辨率 系统加速时间 功率因数 效率 过载能力 限流保护 控制电源

0~6kV 529A 0~50Hz 0.01Hz 0.01Hz 1~3000 秒可调 >0.97 >97% 125% 60 秒 150%立即保护 380V/50Hz/5KVA 380V/50Hz/110KVA

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变频器瞬时停电再启动功 能

0-4 秒(可调) 有 有 IP20 风水冷却 0℃~40℃ ≤95%(20℃)不凝露
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变频器工变互切功能 飞车启动功能 防护等级 冷却方式 运行环境温度 相对湿度

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海拔高度 抗震能力 地面水平加速度 接地电阻

≤1000 米(1000 米以上可选) 按照 7 级防震设计 0.2g ≤4Ω

(2)、DHVECTOL 系列高压变频器对外接口表 DO(开关量输出) 序号 信号名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 允许启动 启动中 A 电机变频运行 B 电机变频运行 故障声音报警 重故障 轻故障 控制电源掉电 变频器风扇故障 远方/就地选择 变压器温度过高 空水冷故障 QS1 隔离刀闸位置 QS3 隔离刀闸位置 QS2 隔离刀闸位置 QS4 隔离刀闸位置 I/F 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 无故障则为 ON 分断变频器输入输出开关 不停机的故障 低压电源失去 冷却风扇停转 远方为 ON 超过设定温度 运行异常 闭合为 1 电机变频合闸 闭合为 2 电机变频合闸 闭合为 1 电机变频合闸 闭合为 2 电机变频合闸 内容 具备启动条件为 ON 执行启动命令 工频运行取反 备注

AO(模拟量输出) 序号 信号名称 1 2 3 变频器运行频率 变频器输出电流 多功能主油泵电 I/F 外部 外部 外部 内容 4~20mA 或 0~10V 4~20mA 或 0~10V 4~20mA 或 0~10V 备注 速度反馈 电机电流 电机电流

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机电流 DI(开关量输入) 序号 信号名称 1 变频器启动指令 变频器停机指令 2 3 4 5 6 紧急停车 空水冷启动 空水冷停止 多功能主油泵启动 多功能油泵停止 I/F 外部 外部 外部 外部 外部 外部 外部 内容 变频器起动命令 变频器停止命令 紧急停车信号可断开主回路 启动空水冷命令 停止空水冷命令 多功能主油泵起动命令 多功能主油泵停止命令 备注

AI(模拟量输入) 序号 信号名称 1 调速指令 I/F 外部 内容 4~20mA 或 0~10V 备注 速度指令

注:可以根据用户要求进行参数化调整

3、变频器运行控制
(1)变频器运行方式 开环运行模式/闭环运行模式 (2)变频器控制方式 本地控制: 可以利用变频器柜体上人机界面的起动、停止、参数设定等功能 控制变频器,也可以通过柜体上的控制按钮来操作变频器。 远方控制: 远方控制由用户的 DCS 或其他控制系统通过硬接线的方式来控制 变频器。 (3)电动机差动保护: 由 DCS 通 过 RS485 接 口 实 现 或 使 用 变 频 器 提 供 的 隔 离 刀 闸 信 号 来 控 制差动保护在变频运行时切除,工频运行时投入。 (4)液力偶合器勺管控制: 给水泵工频运行偶合器调速运行时,勺管手动或自动控制(给水自 动调控) 给水泵变频调速运行时,勺管开度固定在最大输出位置,通过手动

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或者自动调节改变变频器运行频率。 变频泵运行时,备用泵勺管跟踪变频运行泵转速。 (5)多功能主油泵运行方式: 两 台 多 功 能 主 油 泵 ,一 运 一 备 。运 行 泵 故 障 跳 闸 ,连 锁 备 用 泵 启 动 。 给水泵启动前应首先启动多功能油泵,确保润滑油压和工作油压正常。

4、变频器通风散热方案
(1) 水冷却系统的工作原理: 从变频器出来的热风,经过通风管道排放到内有固定水凝管的散热器中,散 热器中通过温度低于 33 ℃的冷水,热风经过散热片后,将热量传递给冷水,变成 冷风从散热片吹出,热量被循环冷却水带走,从而保证变频器控制室内的环境温 度不高于 40℃。(见下图)

安装空冷器要求必须在密闭环境中。流入空冷器的水为循环水,为保护设备, 要求循环水的 PH 值为中性,且无腐蚀损坏铜铁的杂质,进水的水压一般为 0.25~ 0.3Mpa,进水温度≤33℃。 (2)设备布置(见下图):

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注:由于变压器正常运行的温度就明显高于功率柜温度,因此独立配置 变压器柜和功率柜的热交换器,提高设备利用率。变频器室采用密闭环 境设计,采用隔热效果好的石棉建筑降低热传导。避免夏季室外温度高 带来的加热效应,完全依靠空-水冷装置进行环境散热。冷却器安装于 变频装置室外,冷却介质采用工业水,过滤装置采用不锈钢材质(方便 拆 卸 、 清 洗 ) 变 频 器 室 预 留 一 个 进 风 口 , 冷 却 系 统 风 道 在 A、 B 两 处 预 ; 留两个活动孔板,便于检修水冷装置风机时将风道拆开。同时冷却风机 是 冗 余 配 置 ,在 检 修 水 冷 装 置 风 机 时 ,变 频 器 柜 顶 风 机 可 满 足 系 统 要 求 。 (3)水冷散热特点: 1)降 温 效 果 好 ,降 低 设 备 的 运 营 成 本 ,设 备 使 用 寿 命 长 、故 障 率 低 、 性能可靠。
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2) 适 用 于 现 场 比 较 脏 , 灰 尘 比 较 大 的 环 境 。 3) 通 风 、 换 气 、 防 尘 、 降 温 集 于 一 体 。

5、变频二拖三方案的电气一次接线

(1) 控制与切换 多功能主油泵的起停、多功能液力偶合器工变频运行方式的切换、3 台给水泵 的工频启停、变频启停,变频调速泵运行与液力偶合器调速泵运行的给水自动控 制与切换均由 DCS 组态实现。

第六章、节能估算
节能估算,是根裾 2011 年 1 号机组全年平均发电量、负荷率、运行小时数、转 速比、 给水泵电动机电流,进行计算的。 机组不同负荷工况下主要运行参数见下表:

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.1 节能计算依据
序 负荷 年运 行时 间 (h) 给水泵电机输入功率(kw) 给水母 主蒸汽 管水压 流量 (MPa) (t/h) 转数比 偶合 器调 速给 水泵 转数 勺管 开度 给水母 管流量

号 (MW)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

180 200 220 240 260 280 290 300 330

360 84 1011 4573 2996 98 720 180 120

3577:405(单泵运行) 13.2 507 119/32 4692 2411:273 2659:301 2906:329 3242:365 3445:390 3577:405 3710:420 3869:438 14.6 574 15.2 631 17.6 699 18.3 758 19.0 801 19.4 889 19.7 891

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501 572 600 684 746 819 895 915

3927 45.7 4158 48.1 4396 51.3 4642 55.2 4834 57.5 4934 5045 5207 62 62

6.1.1 改造前工频功率计算公式:

P ? U ? I ? 1.732? cos? 1
其中: U ——电机电压,kV;

I ——电机电流,A;

P1 ——单一负荷下工频运行功率, kW ;
cos? ——单一负荷下运行功率因数,小于额定功率因数。

6.1.2 改造后功率计算公式: Q? H ? ? / ?? 2 ? ? ? , 水泵轴功率计算公式 P2 ? 102 ? 3600

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其中: P2 ——为改造后单一负荷下的变频运行功率;

Q ——单一负荷的运行流量,单位 m3/h;
H ——为单一负荷的压力,单位为 Pa;

? 2 ——水泵效率,改造后取效率最高值;一般为 0.76~0.86
? ——变频装置效率,一般为 0.90~0.97。

? ——流体密度

6.2 工频运行功率计算 已知给水泵的电机额定 P=5100kw,额定转速 N=1493rpm,额定电压 6kV,功率 因数=0.914 180MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx405Ax0.914 =3847KW 200MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx273Ax0.914 =2593KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx274Ax0.914=2603KW 220MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx303Ax0.914 =2878KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx301Ax0.914=2859KW 240MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx329Ax0.914 =3125KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx327Ax0.914=3106KW 260MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 。

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Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx365Ax0.914 =3467KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx366Ax0.914=3476KW 280MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx390Ax0.914=3704KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx388Ax0.914 =3685KW 290MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx405Ax0.914 =3847KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx408Ax0.914 =3875KW 300MW 时 液力耦合器情况下的电机实际功率为 Pa 给水泵液耦= 3 x6kVx420Ax0.914 =3989KW Pb 给水泵液耦= 3 x6kVx419Ax0.914 =3980KW 6.3 变频改造后预计运行功率计算 为保证变频改造后的母管压力和正常工作流量, 180MW 负荷时保证其母管压 力在 13.2Mpa 流量在 501m3/h;计算时变频器效率取 0.96(备注:2 台给水泵合计 消耗功率) 180MW 负荷: P12 ? 200MW 负荷: P22 220MW 负荷: P32 240MW 负荷: P42 260MW 负荷: P52 280MW 负荷: P62 290MW 负荷: P72
Q? H ? ? 1320 ×501 ×1000 / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈2468KW 102 ? 3600 102 ? 3600 Q? H ? ? 1460 ×572 ×1000 ? / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈3117KW 102 ? 3600 102 ? 3600 Q? H ? ? 1520 ×600 ×1000 ? / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈3404KW 102 ? 3600 102 ? 3600 Q? H ? ? 1760 ×684 ×1000 ? / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈4493KW 102 ? 3600 102 ? 3600 Q? H ? ? 1830 ×746 ×1000 ? / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈5096KW 102 ? 3600 102 ? 3600 Q? H ? ? 1900 ×819 ×1000 ? / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈5808KW 102 ? 3600 102 ? 3600 Q? H ? ? 1940 ×895 ×1000 ? / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈6481KW 102 ? 3600 102 ? 3600

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300MW 负荷: P72 ? 6.4 节电量计算

Q? H ? ? 1970 ×915 ×1000 / ?? 2 ? ? ? = / ?0.76 ×0.96 ? ≈6728KW 102 ? 3600 102 ? 3600

180MW 负荷:每小时节电 3847-2468=1379KW 200MW 负荷:每小时节电 2593+2603-3117=2079KW 220MW 负荷:每小时节电 2878+2859-3404=2333KW 240MW 负荷:每小时节电 3125+3106-4493=1738KW 260MW 负荷:每小时节电 3467+3476-5096=1847KW 280MW 负荷:每小时节电 3704+3685-5808=1581KW 290MW 负荷:每小时节电 3847+3875-6481=1241KW 300MW 负荷:每小时节电 3989+3980-6728=1241KW 6.5 预估节电收益计算 大唐鲁北发电有限责任公司 1 号机组 2011 年全年发电量:191634 万 KW.h), 发电设备利用小时数为:5807h,机组实际运行小时数:7842h,从上述数据可知 鲁北厂 2011 年机组平均负荷率为 74.05%,机组平均负荷在 244MW 左右,在此平均 负荷段, 再考虑我厂 2013 年需要大流量对齐星化工及钛白粉供汽的实际运行工况, 给水泵组始终处于额定流量状态,即在此工况下,变频调速型液力耦合器较液力 耦合器调速每小时节电量在 1241kw.h 之间,按此核计,较理论计算有一定偏差, 我们按最大偏差-20%核算: 则 预估 1 号机组 给 水泵组进 行变频 改造 后年可节 电: 1241x7842x80% ≈ 7785538KW.h 年总节能收益¥=7785538 x0.42≈327 万元(上网电价 0.42 元/KW.h) 给水泵组耗电率将下降为: (56532030-7785538)/1916340000≈2.544% 厂用电率将下降:2.95%-2.544%≈0.406% 通过以上计算,在年平均负荷率为 74.05%,大流量供汽的运行工况下,给水泵 组 变 频 调 速 运 行 , 年 可 节 电 7785538 千 瓦 时 , 其 节 电 率 为 : 7785538/56532030=13.8%。 年节电 7785538 千瓦时,就等于增加上网电量 7785538 千瓦时,可增加产值 3270000 元/年(平均上网电价为 0.42 元/千瓦时),产生效益 6.54 万元(按每度 电利润 2 分计算) ,可折合成标准煤 2483 吨/年(供电煤耗为 319 克/千瓦时),可降
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低供电煤耗 1.29 克/千瓦时。标煤单价按 720 元/吨计,可降低发电成本 178.776 万元/年,按投资 1265 万元计算,回收周期为 7.08 年。

第七章、投资预估
序号 1 2 3 项目 前置泵 液力偶合器 变频器及附件 数量 2 2 2 投资单价 (万元) 30 40 450 投资总价 (万元) 60 80 900 供货范围包括:a.干式移 相变压器;b.高压变频装 置(进口)及控制系统;c. 手动旁路柜; d.附件及随 机备品备件 备注

4 5 6 7 8

空水冷装置 电缆及附件 土建 DCS 改造 安装

2

15 100 15 60 10

30 100 15 60 20

合计

1265(万元)

第八章、结论
通过以上计算分析测算改造后电动给水泵可实现软启动、降低启动电流、延长 电机使用寿命;可以节省 178.776 万元/年,节电量是明显的,但是有以下几点需 要考虑: 8.1、该工程投资较大、回收时间较长;根据测算改造后需要 7.08 年后才可收 回投资成本,投资回收时间较长;收回投资期间有可能因设备损坏造成设备的二 次投资。 8.2、该技术还不成熟,改造后设备运行的可靠性未知;据了解国内同类型机
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组还没有改造的案例,我厂耦合器为德国德国福依特公司生产,是一个成熟的产 品,随意改变其内部结构不能够保障其传动效率,而且我厂前置泵轴瓦为径向薄 壁瓦(瓦胎加乌金共 1.6mm) ,乌金特别薄,如果受力频繁改变,会对轴瓦乌金造 成极大伤害,使检修维护费用增高。集团公司同类型机组如合山电厂、珲春电厂 虽较早研究改造的可行性,但至今未实施改造,改造后设备运行的可靠性未知, 因电动给水泵为重要辅机,如改造后不成功会对机组安全运行产生较大影响。 8.3、厂房空间小、施工难度较大;经调研变频器安装需要至少 60 平米的空间, 由于设计原因我厂汽机房零米空间狭小,不适合安装变频室,施工难度极大。若 把变频器安装在室外,不仅影响厂区整体的美观、而且增加额外的投资和维护费 用。 综上所述、从改造投资、设备施工、设备运行的可靠性等来考虑,此项目的技 术还不是很成熟,改造后的前景不是很明朗,所以现阶段不建议实施此项目。

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