PDF《工变频切换型液力偶合器电动给水泵节》

能源管理,选用长春时代机电新技术有限公司, 液力偶合器泵轮调速法 、 工变频切换型液 力偶合器电动给水泵节能系统 专利技术,配套 东方日立(成都)电控设备有限公司变频器产 品,对#

1、2机组A、B电动给水泵,进行了 工 变频切换型液力偶合器电动给水泵节能系统 改造.

#2机组于2014年3月投运,#1机组于2014年10月投运,投运后节电效果明显,经测试70%负 荷率,年可节电1169万Kwh,增加上网电量

1169 万kwh,年可增加产值484万元.

2 电动给水泵组改造前技术状况 辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司

1、2号 机组为300MW汽轮发电机组.每台机组配有三 台50%容量的电动给水泵组,给水泵电动机定速 运行,电动机一端同轴驱动定速运行前置泵,电 动机另一端同轴驱动调速型液力偶合器输入轴, 液力偶合器输出轴驱动给水泵,调速型液力偶合 器的作用是增速与调速,正常运行方式是两运一

1 引言 辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司,位于 辽宁省调兵山市境内.

1、2号机组为300MW汽轮 发电机组,每台机组给水泵设计为3*50%额定容 量电动给水泵组,电动机(YKS800-4 5200kW 6kV 564A)同轴驱动前置泵(YNKN300/200-20j), 通过液力偶合器(日本荏原GCH104A-47)驱动 给水泵(CHTC5/6SP)调节给水泵转速.给水泵 耗电量占发电量的3%,占发电厂用电量的29%. 机组投产以后,给水泵耗电量一直高于同型机 组,降低给水泵耗电量,成了生产技术管理的主 要课题.曾研究过将调速型液力偶合器调速,改 为汽轮机调速,经技术经济比较与借鉴同型机组 改造后的技术经济得失,汽轮机调速改造投资成 本高,综合节能效果不佳,厂用电率虽有降低, 但供电煤耗明显升高,得不偿失.通过学习大唐 集团公司所属同型电厂变频改造经验,由辽宁调 兵山煤矸石发电有限责任公司负责技术把关,辽 宁亿赛普节能技术有限公司负责投资并进行合同 辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司 程荣新? 李辉? 王国冠? 葛海滨? 王伟辽宁亿赛普节能技术有限公司? 历雷? 孙磊长春时代机电新技术有限公司? 张文海 东方日立(成都)电控设备有限公司? 蒋国正 摘要:本文介绍了 工变频切换型液力偶合器电动给水泵节能系统 的 应用,针对日本荏原调速型液力偶合器变频调速改造及变频二拖三解决 方案与节电效果做了介绍. 文章编号:150209 工变频切换型液力偶合器电动给水泵节 能系统在300MW汽轮机组上的应用 Application of Energy Saving System of Electrically Driven Feed Pump of Power Frequency-variable Frequency Switching Type Liquid Coupling in 300MW Steam Turbine Unit 备.其原始技术参数和生产技术指标 如下: 2.1 技术参数 2.1.1 电动机参数 (如表1所示) 2.1.2 给水泵参数及其特性曲线 如表

2、图

1、图2所示. 2.1.3 前置泵参数及其特性曲线 如表

3、图

3、图4所示. 2.1.4液力耦合器参数及其效率特 性曲线 (如表

4、图5所示) 2.1.5 日本荏原GCH104A-47调速 型液力偶合器剖面图及油路系统图 如图

6、7所示. 2.2 生产技术指标 辽宁调兵山煤矸石发电有限责任 公司

1、2机组主要生产技术经济指标 分别为: 2.2.1 一号机组 年发电量: 121058.2万千瓦小时 年供电量:108328.8万千瓦小时 年厂用电量:12729.3万千瓦小时 年给水泵耗电量:3668万千瓦小时 年运行小时数:5538.9小时 年平均负荷率:72.8% 上网电价:0.414元/kwh 供电煤耗:372g/kwh 2.2.2 二号机组 年发电量:127993.8万千瓦小时 年供电量:114247.2万千瓦小时 年厂用电量:13746.5万千瓦小时 年给水泵耗电量:3814.2万千瓦 小时 年运行小时数:5991.88小时 年平均负荷率:71.2% 上网电价:0.414元/kwh 供电煤耗:379.59g/kwh 2.2.3 #1机组年不同负荷工况下主 要运行参数 (如表5所示) 2.2.4 #2机组年不同负荷工况下主 要运行参数 (如表6所示)

3 改造的必要性 3.1 液力偶合器驱动调速的电动给 水泵的节电潜力 液力偶合器驱动调速的电动给水 泵的节电潜力是很大的.其原因是按 设计技术规范进行设计时,锅炉机组 的最大连续蒸发量是按汽轮机组的最 大进汽量的1.05倍设计计算,给水泵 的最大流量则按锅炉最大连续蒸发量 的1.05倍设计计算,液力偶合器是按 给水泵最大流量配套的,这样一来, 机组投产后,即便在额定工况运行, 给水泵液力偶合器已经偏离额定工况 10%左右.更有甚者辽宁调兵山煤矸 石发电有限责任公司设计配套的调速 型液力偶合器额定转速(5390r/min)高 于给水泵额定转速(5130r/min)5% , 即便给水泵额定转速运行也已偏离 调速型液力偶合器额定转速5%,其 效率降低近5%.

1、2号机组年平均 负荷率分别为72.8%、71.2%,由于 负荷率较低一号机组给水泵液力偶 会器勺管最大平均开度为54.45%, 最小开度为38.05%,二号机组给水 泵液力偶会器勺管最大平均开度为 47.3%,最小开度为37.47%.液力 偶合器最高效率点为其额定(5390r/ min )工况点,偏离额定工况效率明 显降低,这是调速型液力偶合器的 最大弊端,

1、2号机组液力偶会器 实际运行效率分别为51%~36%、 44%~35%.分别较额定工况点效 率降低43%~58%、47%~57%,可见

1、2号机组给水泵节电空间是很大 的,进行变频节能改造是非常必要的. 3.2 液力偶合器泵轮(变频)调速 与液力偶合器容积调速效率比较 如表7所示.

4 工变频切换型液力偶合器 电动给水泵节能系统 工变频切换型液力偶合器电动给 水泵节能系统(ZL2012

2 0506992.1) 是火力发电厂电动给水泵机电联合新 型高效特种传动节能新技术.其具体

84 85 kzcd.chuandong.com 交流传动 CD技术与应用 AC DRIVE 定速输入时是调速型液力偶合器;

变频调速输入 时是增速齿轮箱两种运行方式,且两种运行方式 可以切换运行的工变频切换型液力偶合器.具体 改造方法是,调速型液力偶合器连接方式、主体 结构、控制与冷却方式不变,解除输入轴驱动的 润滑油泵与工作油泵供油方式,在润滑油冷油器 入口设置一台外置润滑油泵,原电动辅助油泵做 备用.在工作油入口设置两台外置工作油泵,一 运一备.工变频切换型液力偶合器油路系统见图8 所示. 实现这一改造后,液力偶合器具有了两种 运行方式,一是工频运行时以勺管进行调节的液 力偶合器的调速运行方式(这是原来就有的容积 调速方式),二是变频调速运行时通过电动机的 变频调速,实现液力偶合器输入轴变频调速,实 现增速齿轮组变频调速,实现泵轮变频调速,勺 管保持100%开度,泵轮与涡轮工作油腔内充液 量最大,涡轮与泵轮相对固定,起联轴器作用, 实现涡轮变频调速,进而实现液力偶合器输出轴 变频调速.这就实现了液力偶合器的增速齿轮箱 运行方式(这是改造后新增的泵轮调速方式), 两种运行方式可以互相切换.这一工变频切换型 液力偶合器,既便于工变频切换,也便于变频一 拖

二、变频二拖三,方便灵活,安全可靠.有了 上述功能,将A、B、C给水泵的三台液力偶合器 都改造成工变频切换型液力偶合器,增加两台与 给水泵电动机配套的高压变频器和相应的隔离开 关,就可以实现A B C给水泵,通过切换的变频二 拖三方案了.实现通过切换(偶合器调速方式也随 之相应切换)的变频二拖三运行方式.既便于给水 泵的定期切换运行,又便于互相备用.正常运行 方式为两台变频调速泵运行,调速型液力偶合器 调速泵备用. 工变频切换型液力偶合器的创新点是: (1)同一台液力偶合器,具有工频定速输 入容积调速时,是调速型液力偶合器运行方式;

变频调速输入泵轮调速时,是增速齿轮箱运行方 图5 液力耦合器效率特性曲线 图8 工变频切换型液力偶合器油路系统 图7 GCH104A-47 调速型液力偶合器油路系统 图6 GCH104A-47调速型液力偶合器剖面图 图1 给水泵特性曲线1 图2 给水泵特性曲线2 图3 前置泵特性曲线 图4 YNKn300/200J调速曲线 改造方案如下: 4.1 将调速型液力偶合器改为工变频切换型液 力偶合器 所谓工变频切换型液力偶合器,就是保留 液力偶合器不动,应用液力偶合器泵论调速法 (ZL2011

1 0341984.6)对液力偶合器内部结构 和系统进行改造,使同一台液力偶合器具有工频

86 87 kzcd.chuandong.com 交流传动 CD技术与应用 AC DRIVE 式,两种运行方式可以切换运行,一运一备互为 备用的新型特种传动新技术. (2)应用泵轮调速法调速时,勺管固定在 100%,泵轮与涡轮工作油腔内充液量固定在最大 充液量,滑差率最低,效率最高,涡轮与泵轮相 对固定起联轴器作用,液力偶合器恒高效增速齿 轮箱方式运行. (3)应用泵轮调速法变频调速范围内,液力 偶合器始终保持恒高效不变. (4)适应两种原动机驱动方式,即工频定速 驱动和变频调速驱动,两种驱动方式可以相互切 换.工频定速驱动对应于调速型液力偶合器,变 频调速驱动对应于增速齿轮箱. (5)泵轮调速是通过改变变频器输出频率从 而改变电动机转速实现的.其综合效率等于变频 器效率与调速型液力偶合器最高效率之积,输出 转速相同时的综合效率与容积调速效率之差,即 是节电率,输出转速小于等于额定转速75%时, 节电率可达20%左右. (6)满载运行时,宜采用工频定速输入(容 积调速)调速型液力偶会器方式运行;

负荷率在 90%及以下运行时,宜采用变频调速输入(泵论 调速)增速齿轮箱运行方式运行. 4.2 前置泵改造方案 火电厂锅炉给水泵,入口水温近似饱和水 温,为保证不发生汽蚀,设置了低速前置泵.给水 先通过前置泵升高压力后,再进入给水泵.这样 就使给水泵入口的压力大于给水温度所对应的汽 化压力,避免了给水泵的汽蚀.前置泵是在1490r/ min下,定速运行的.给水泵组进行 工变频调速 型液力偶合器电动给水泵 改造后,前置泵如何 运行,是继续保持定速运行,还是由给水泵电动 机同轴驱动变速运行,成了必需解决的技术关键. 4.2.1 定速运行方式不变方案 运行中的3........