高壓給水泵變頻技術探析
科技專論
作者：徐新星
【摘要】本文簡述了關於變頻調速的節能原理以及高壓變頻器的工作原理，通過高壓給水泵的變頻技術能夠提高機組的效率，減少耗費電力，實現節能的目的，這樣還可以減少生產成本，獲得更大的經濟利益。
【關鍵詞】高壓給水泵；節能；變頻技術；變速調節
熱電廠裏有很多水泵占用了極高的耗電量，達到30%~40%左右，而眾多水泵中，鍋爐給水泵消耗了最多的能源，所以需要一個改進的措施來降低給水泵的耗能，這樣可以使整個熱電廠的能耗都得到降低。為了改善給水泵的運行情況，選用無諧波型的高壓變頻器，可以最大可能降低給水泵的能耗。
一、鍋爐介紹
主要介紹了9E聯合循環機組餘熱鍋爐的高壓給水泵通過技術改進，變為變頻調節，高壓給水調門全開，這種減少節流損失節約用電的節能技術。
1.鍋爐的構造
鍋爐是三壓強製循環無補燃餘熱鍋爐，采用全懸吊管箱結構，塔式布置，由鋼架、入口煙道、出口煙道、鍋爐本體受熱麵管箱以及煙囪、平台扶梯、低壓與高壓鍋筒、除氧器、水箱和強製循環泵構成。鍋爐本體的受熱麵管箱是由高壓過熱器管道、高壓省煤器管箱、兩個高壓蒸發器管箱、低壓蒸發器管箱、低壓過熱器管箱、低壓省煤器管箱、除氧蒸發器管箱以及凝結水加熱器管箱共有九個管箱組成的。鍋爐的鋼架中心頂部標高是30.5米，落地尺寸是30.3*14米，高壓鍋筒的中心標高是24.8米，除氧水箱中心標高是32.5米，低壓鍋筒中心標高是32米，煙囪出口的標高是60米。
2.高壓水汽係統
除氧水箱的水經過加壓之後的給水調節門節流調節之後按照次序進入到高壓省煤器中，離飽和溫度接近後這些水再進入到高壓汽包中，然後到達下降管，進入強製熱水循環泵，經過高壓蒸發器的加熱之後變為水汽混合物再重新回到汽包中，通過汽水分離器再回到水空間內。這些飽和的蒸汽通過引出管送往高壓過熱器，加熱為熱蒸汽。再經過減溫器回溫到標準溫度後再被送往汽機，用於最終做功。
3.除氧係統
汽機會帶來凝結冰，需要加熱器進行加熱進入到除氧器內，然後進入水箱。水箱中的水又需要通過熱水循環泵打入到除氧蒸發器中，經過吸熱作用水變為水汽混合物，然後進到分離器內經過分離作用後的水又回到水箱中去，剩下的飽和蒸汽就經過蒸汽管道送入除氧器以供除氧用。
二、高壓給水泵變頻技術
1.技術改進之前的情況
采用變頻技術之前，給水泵通常采用的是液力耦合器技術，這項技術的主要缺點是能耗巨大，給水泵隨汽機負荷來進行頻繁的調節，壓力變化大。一般的運行狀況是：在DCS上合開關啟動高壓給水泵，通過給水調節閥進行節流調節流水量，出口壓力通常是9.5MPa，節流調閥後的壓力是5.8MPa。這樣損失非常大，並且高壓給水泵運轉是定速的，消耗電能也是巨大的。
2.高壓給水泵的結構及作用
在熱電廠的設備中，鍋爐給水泵的壓力非常高，轉速也最快，大多采用多級高壓離心泵，一般有兩種結構，節式與雙殼體。目前所用為雙殼體居多，因為可以保證結構上的軸對稱，因此可以在給水泵受熱衝擊的時候能夠保持正確的同心度，避免給水泵變工況運行或者在起停的時候會因受熱不勻發生磨損。而這樣的優點也有縮短工期、減少泄漏以及方便維修等。如果有備用芯苞，那麼發生故障的時候，搶修工作可以在24小時內完成，可以及時恢複給水泵的運行，從而提高工作效率，減少經濟損失。
3.高壓給水泵的變頻結構
變頻部分由控製機櫃和功率單元組成。設置在輸出功率但願的控製板經過光線還有控製櫃內的數字調製器來進行通信的。板的所有控製電源都來自於單元控製板上的開關電源；輸入隔離變壓器的部分則是由輸入和輸出電源引入的，變壓器上裝有18個采用延邊三角形接法的二次繞組，分成六個不同相位，各個之間的角度為30度；其旁路部分則是由旁路單元櫃組成的，內設有進出線和旁路刀閘。旁路刀閘和出線刀閘可以實現互鎖功能，如果變頻器發生故障，也不會應到到給水泵的運行；還有和DCS、高壓開關接口控製器組為回路的I/O部分，包括許多信息諸如模擬量的輸入和輸出，變頻器輸出電流和功率，轉速給定等，還有變頻器啟停、異常報警與跳閘等，能夠完成給水泵的順停、順啟和調速的控製功能。