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凝結(jié)水泵變頻改造與應(yīng)用
【摘 要】我公司熱電車間的發(fā)電汽輪機現(xiàn)有兩臺4n6x-2抽凝式凝結(jié)水泵,由于該車間投產(chǎn)比較早,自動化程度比較低,除氧器和熱井水位仍要依靠運行人員手動調(diào)節(jié),不僅增加了工人的勞動強度,而且嚴(yán)重影響了機組的安全經(jīng)濟運行,針對這一問題,提出了其中一臺凝泵由工頻泵改為變頻泵,補水由“除氧器式”改為“凝汽器式”,不僅提高了自動化程度,而且提高了經(jīng)濟效益。
【關(guān)鍵詞】自動化;變頻;安全;節(jié)能 1 研發(fā)的必要性及意義 我公司熱電車間的發(fā)電汽輪機裝有兩臺4n6x-2抽凝式凝結(jié)水泵,由于投產(chǎn)時間早,自動化程度較低。凝結(jié)水泵是汽水系統(tǒng)中一個重要組成部分,它在凝汽器和除氧器之間,負(fù)責(zé)把經(jīng)過汽輪機做功后的蒸汽在凝汽器凝結(jié)成的水,經(jīng)過一系列設(shè)備輸送到除氧器?,F(xiàn)在所有電廠的凝結(jié)水泵都采用工頻泵,汽水系統(tǒng)中有關(guān)凝汽器和除氧器的水位調(diào)節(jié)分別由化學(xué)補水調(diào)節(jié)閥和凝結(jié)水泵出口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。除氧器和熱水井水位仍要依靠運行人員手動進(jìn)行調(diào)整。 凝結(jié)水泵屬中低壓冷水泵,其吸入側(cè)為真空狀態(tài)。機組設(shè)計一臺運行,一臺備用?,F(xiàn)有凝泵維護(hù)量大,盤根易漏空氣,導(dǎo)致真空低停機,并且以運行6年,效率低,耗電大。 為確保汽水工藝系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設(shè)計只用一臺變頻器控制一臺泵,而另一臺凝結(jié)水泵繼續(xù)進(jìn)行工頻運行,用來防止變頻器故障時備用投入,變頻調(diào)速系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)控制部分采用plc控制器。 2 研發(fā)的主要內(nèi)容 化學(xué)補充水由“除氧器式”改為“凝汽器式”的可行性計算,研究補充水的補入點及補充水量,若補水量過大,將無法將補充水中的含氧量降到要求值以下,造成凝結(jié)水含氧量超標(biāo),從而腐蝕凝結(jié)水管道;上述問題可采用合理的補水方式解決,我們采用霧化狀態(tài)補水,擴大淋水面積,預(yù)計可得到較好的除氧效果,從凝汽器喉部補水,并使用噴嘴,強化補充水與排汽間的換熱,使補充水易達(dá)到飽和,為氣體從水滴中溢出擴散出來,創(chuàng)造了條件,同時,又防止出現(xiàn)補水沿著凝汽器內(nèi)壁流動的現(xiàn)象。 3 研究達(dá)到的目標(biāo)及主要技術(shù)指標(biāo) 1)總體設(shè)計目標(biāo) (1)將化學(xué)補充水由“除氧器式”改為“凝汽器式”,充分利用凝汽器的結(jié)構(gòu)特性,最大限度地降低凝汽器的真空度。 (2)采用變頻調(diào)速裝置來控制凝結(jié)水泵(一工頻一變頻),實現(xiàn)除氧器和熱水井水位的自動控制,使熱水井水位保持在低位運行狀態(tài),并使除氧器保持穩(wěn)定水位運行,達(dá)到高效除氧的目的。 2)主要技術(shù)指標(biāo) (1)保持凝汽器的真空是電廠節(jié)能的重要內(nèi)容。 據(jù)估算,中小型機組真空每提高1%,機組功率可增加1%,煤耗下降1%,若一臺6mw機組,以每年運行7000h計,每年可多發(fā)電42萬kw.h,節(jié)約標(biāo)煤210噸。 我們通過取證、分析,確定了水的補入狀態(tài)應(yīng)霧化從喉部補入,最好能形成一個“霧化帶”。這樣可以強化補充水與排汽間的換熱,使補充水易達(dá)到飽和,為氣體從水滴中流出擴散出來創(chuàng)造了條件。 (2)采用變頻調(diào)速裝置來控制凝結(jié)水泵的出水量,從而控制凝汽器熱水井水位在低位運行是本項目的另一個重要內(nèi)容。 工藝系統(tǒng)中的兩臺凝結(jié)水泵的工作方式是一運一備。正常時一般用變額器控制運行泵,為了保證控制對象在正常工作范圍內(nèi),控制系統(tǒng)通過plc進(jìn)行被調(diào)量閉環(huán)控制,即由變送器檢測被調(diào)量,送入plc與設(shè)定值比較,進(jìn)行pi調(diào)節(jié)運算,其輸出控制變頻器的頻率,從而調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速,達(dá)到保證被調(diào)量在正常范圍內(nèi)變化。 當(dāng)變頻控制的工作泵發(fā)生故障跳閘,或出力不足等故障時,另一臺泵會自動工頻投入運行(與原自投方式一致)。將發(fā)生故障的泵處理好后,再按上述方式切換至變頻運行。 4 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點 1)關(guān)鍵技術(shù) (1)正常運行時凝汽器的排汽壓力與排汽溫度的關(guān)系是飽和蒸汽的壓力和溫度的關(guān)系,也就是凝汽器的排汽壓力是由相應(yīng)的飽和蒸汽溫度來決定的,而飽和蒸汽的溫度與內(nèi)、外界冷卻介質(zhì)的熱交換程度有關(guān)。 根據(jù)等效焓降法,將化學(xué)補充水由“除氧器式”改為“凝汽器式”,是達(dá)到在凝汽器內(nèi)能良好吸收排汽熱量以改善汽輪機真空的最好方式之一。 (2)采用變頻調(diào)速裝置來控制凝結(jié)水泵的出水量,從而控制凝汽器熱水井水位在低位運行是本項目的另一個關(guān)鍵技術(shù)。 2)創(chuàng)新點 (1)利用冷凝器的真空除氧,用除鹽水提高機組的真空,節(jié)約燃料。 (2)克服小機組母管制運行的特點,利用plc、變頻調(diào)節(jié)實現(xiàn)熱水井、除氧器水位自控,節(jié)約電能。 5 實施該項目的可行性及可靠性分析 等效焓降法是近幾年來發(fā)展起來的一門熱工理論,電力部推廣的重點節(jié)能措施,作為一種新的熱力系統(tǒng)計算分析方法,在熱力系統(tǒng)局部變化定量分析中簡捷、方便、準(zhǔn)確。是熱力系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)能改造的理論依據(jù),對挖掘節(jié)能潛力,搞好節(jié)能技術(shù)改造有著重要意義。 根據(jù)此一理論,我們對我廠的運行現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,依據(jù)分析的結(jié)果,認(rèn)為在凝汽器中增設(shè)一套裝置,把化學(xué)補充水打入凝汽器中,使排出的乏汽迅速冷卻,從而提高真空和熱電廠和回?zé)峤?jīng)濟性,同時降低給水的含氧量和排汽溫度。 6 經(jīng)濟效益分析及產(chǎn)業(yè)化方向 除鹽水經(jīng)冷凝器噴水減溫口噴入冷凝器,經(jīng)計算排氣溫度降可降3-5度,機組熱效率提高約1%,額定公況下鍋爐煤泥耗量為16930kg/h,年運行小時數(shù)按7000小時計算,兩臺機組年節(jié)約煤泥量為1185噸,約20萬元。 我公司現(xiàn)有兩臺凝結(jié)水泵,電機功率30kw,電流56.9a,流量80m3,水量調(diào)節(jié)靠給水再循環(huán)門控制,凝結(jié)水泵實際流量僅70℅,變頻后每臺泵節(jié)約9kw/h,兩臺機組年節(jié)約電量12.9萬度,約6.5萬元。 采用該項目提高了除氧的連續(xù)性,由一級除氧改為兩級除氧,確保給水系統(tǒng)、鍋爐本體特別是省煤器不受氧腐,延長了設(shè)備安全使用壽命。 [責(zé)任編輯:王迎迎]- 12015年監(jiān)理工程師考試《理論與法規(guī)》全真習(xí)題(15)
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