Abstract: Through the application of high voltage inverter on the circulating pump, the energy saving optimization situation of the circulating pump with high voltage inverter is analyzed. At the same time, prove that the circulating pump is feasible for the application of frequency control of motor speed, and energy saving effect is remarkable.

Key words: Power Plant; Inverter; Circulating Pump; Energy-saving; Application

【中图分类号】TE08 【文献标识码】B 文章编号1561-0330（2017）09-0000-00

1 引言

    某发电厂总装机容量为2×360MW空冷亚临界发电机组。自投产以来，机组各项运行指标运行良好、在节能降耗方面则极待进一步优化和提高。通过现场的运行工况调查，机组辅机冷却水系统的存在设计容量较大，存在以下主要问题：

（1）整个辅机冷却水系统采用粗犷式运行方式、无调节手段，运行经济性差；

（2）系统工作压力高，需要开启所有的冷却器才能够降低管路系统压力，阀门和管路设备磨损严重；

（3）辅机冷却水系统是按照夏季最恶劣工况条件下设计的，因此，在低温季节运行时存在较大的能源浪费、系统利用率低；

（4）设备长期处于高负荷运行工况，设备使用寿命短。

采用变频调速技术应用于辅机冷却水系统，对开式循环泵进行变频技术改造则可以有效解决上述问题，并取得良好的综合经济效益。

2 循环水泵设备参数

循环水泵设备参数如表1和表2所示。

3 一次系统方案

    两台360MW机组的辅机冷却水系统配有3台开式循环泵和机力冷却塔，当其中任意一台循环泵故障时，可立即使用备用泵运行。因此，备用泵作为两台机组冷却水系统的公共设备，利用时间很少。鉴于此，开式循环泵采用一拖一自动切换方案，每台机组配套的开式循环泵安装一套。系统主电气原理如附图所示。

其中，GK表示高压开关柜、KM表示高压真空接触器，QS表示高压隔离开关、BP表示高压变频器、M表示电动机。其中，高压开关柜GK、电机M为现场已有设备。

3.1 基本原理

一拖一自动旁路柜由3个高压真空接触器KM1、 KM2、KM3和2个高压隔离开关QS1、QS2组成。要求KM2不能和KM3同时闭合，在机械和电气上实现闭锁。

变频运行时，KM1、KM2闭合，KM3断开。高压电源经真空接触器KM1，高压隔离开关QS1到高压变频器，变频器输出经高压隔离开关QS2和真空接触器KM2送至电动机，电动机变频运行。

工频运行时，KM1、KM2断开，KM3闭合，高压电源经真空接触器KM3直接起动电动机，电动机工频运行。

高压隔离开关QS1、QS2的作用是用于维护变频器，隔离开关有明显断点，保证维护人员安全。

操作顺序遵循，通电时先合QS1、QS2，后合KM1、KM2， 断电时先断KM1、KM2，后断QS1、QS2。

在变频器出现严重故障而停机时，负载能够自动切断变频器，转入工频电网运行；而负载无需停机，可以保证负载运行的连续性。另外，可以在旁路运行的情况下断开QS1和QS2，检修变频器。

3.2 系统具备以下功能

（1）系统能够实现电动机软启动功能。

（2）系统能够实现电动机过流保护、短路保护、过载保护等保护逻辑的切投。保证电动机、变频器及系统设备始终处于有效保护状态，避免系统误动、拒动、误操作。

（3）采用变频驱动，若供电利用现场已有高压开关柜，无需对高压柜改造，无需进行参数整定。

4 控制系统方案

开式循环泵目前采用粗犷式运行结构，仅通过泵开停数量调节供水需求。辅机系统是按照机组在满载运行工况，外部运行环境机房43℃、大气环境35℃条件下满足辅机冷却的指标设计的。因此，在通常运行条件下，均有较为宽泛的调整裕量；尤其是在机组进入11～3月份气温在-10~25℃环境时，辅机冷却水需求量降低到原设计需求量的40％。造成辅机系统的大量的电能、水量挥发、管道损耗等能源浪费。

在该系统中采用高压变频节能控制系统进行优化，能够实现工业冷却水系统的合理调配和高效运行。在满足主辅机冷却需求的情况下，通过自主优化的控制算法，自动调节闭式水和开式循环水的循环量，降低辅机系统的能耗水平。同时，又能够保证机组主辅机设备的运行安全。

5 高压变频调速系统技术参数

本方案采用电压源高压变频调速系统（VSI），通过高压变频调速技术，提高生产自动化控制水平、改善产品质量、提高设备利用率、优化系统工艺、实现节能降耗等目标。

循环泵改造所需的变频器主要技术指标如表3所示。

6 节能效益评估

开式循环泵目前采用粗犷式运行结构，仅通过泵开停数量调节供水需求。辅机系统是按照机组在满载运行工况，外部运行环境机房43℃、大气环境35℃条件下满足辅机冷却的指标设计的。因此，在通常运行条件下，均有较为宽泛的调整裕量；尤其是在机组进入11～3月份气温在-10~25℃环境时，辅机冷却水需求量降低到原设计需求量的40％。造成辅机系统的大量的电能、水量挥发、管道损耗等能源浪费。

6.1 现场数据

现场数据如表4所示。

111.6万kWh/年。

即：每台机组辅机冷却水系统开式循环泵采用变频调速技术，则每年可节约电量111.6万kWh。

7 结束语

    对辅机冷却水系统中循环泵采用高压变频调速技术进行节能改造，能够改善系统运行效率，解决管网运行压力高，能源浪费严重等问题。在机组节能降耗、降低厂用电率的条件下，降低辅机设备电耗是一条有效的节能途径，同时，也为企业带来良好的综合经济效益。

注：该文节能数据依据此项目的循环泵数据进行的计算，由于工艺、生产工况、操作等因素影响，此文件不能作为所有项目指标核算的依据文件，仅能作为项目论证的参考。

参考文献（略）

作者简介

周涛 （1988-） 男  2014年毕业于东北大学机械设计及理论专业，至今一直从事节能装备的应用研究与实践工作