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给水泵调速方式的比较与分析

2024-3-1 12:29:17发布次查看发布人:

  给水泵是火力发电厂最重要的辅机之一, 其运转的正常与否直接关系到整个电厂能否安全稳定运转。目前, 国外在330mw 以上机组的泵和风机上已遍及运用调速设备, 我国在通过长时刻摸索今后, 也在一些大功率的旋转设备上加装调速设备。液力耦合器选用液体传递动力, 以完成调速、隔绝轴系振动。变频器通过对电源频率的改动, 完成电机转速的调理, 从而改动被驱动设备的转速。  1.调速的意图  目前, 我国火力发电厂装机容量正向大容量、高参数方向开展, 对于首要辅机运转可靠性的要求越来越高, 每一个环节的故障都或许导致整个体系的瘫痪。一起, 电厂更加注重本钱节省, 调速节能正在成为趋势。调速运转的首要意图包含以下两个方面。  1.1提高体系可靠性及运转的安全性, 改进轴系运转的机械情况, 延伸设备运用寿命  以给水泵为例, 一方面电动机需求软启动, 另一方面, 由于机组长时刻在低负荷形式下运转, 由此导致的管道振动、阀门漏流、阀门磨损、电机线圈温度高等问题十分常见, 而挑选把泵下降到合理的转速则可以缓解上述问题, 下降事故率, 从而提高了体系可靠性及运转的安全性。  1.2下降厂用电量, 节省本钱  减少厂用电量最根本的办法是挑选高功率的泵。只有在得到需求的流量和压头的一起操控转速, 泵的高功率规模随着转速的变化而平移, 才能使水泵一直在较高的功率下运转。  2.不同调速办法的特色  转速调理的办法多种多样, 其间以液力耦合器和变频器最为常见, 液力耦合器几乎现已在所有工业范畴广泛运用。变频器在过去几年也取得了不错的运用作用, 尤其是低压变频器(380 v、220 kw 以下) 凭仗杰出的节能作用和相对老练的规划, 在工业范畴得到了广泛的运用。近年来, 高压变频器在可靠性等方面进行了较大起伏改进, 也日益运用在多个范畴。  2. 1液力耦合器的特色  液力耦合器是一种液力传动设备, 首要由壳体、泵轮、涡轮3 个部分组成, 其功能特色如下。  2.1.1能使电机空载启动, 调速规模宽, 可完成从零调理; 没有电气衔接, 对环境要求不高。2.1.2技能老练, 结构简略, 操作便利; 结构合理,修理便利。  2.1.3价格便宜, 对精度要求低; 本身存在转差(3%左右) , 负载不能到达电机额外转速, 归于有附加转差调速设备; 故障率低, 运转时需加专用的密封冷却体系; 液压油老化后需定时替换。  2.1.4适用于不同等级的高低电压、中大容量电机配用, 功率规模宽。  2. 2高压变频器的特色  变频调速器是将一稳定电压、频率的电源在变频器内部经整流后变成直流, 再通过逆变器转换成频率与电压比值一定,电压、频率接连可调的三相交流电源。高压变频器的功能特色如下。  2.2.1调速规模宽, 可以完成从零转速到工频转速规模内滑润调理, 使电动机完成软启动, 停机时电流冲击极小, 软启动时母线的电压下降较少, 下降了启动电流, 所以可以延伸电动机的运用寿命。频率的调整是依据电机在低频下的压频比系数调整电压和频率的输出, 在低转速下, 电机不只发热量低, 并且输入电压低, 将使电机绝缘老化速度下降。  2.2.2无须升压改换, 下降了设备的损耗, 提高了可靠性, 解决了高压电力改换的困难。  2.2.3功能指标高, 在调速中转差率小, 损耗不添加, 能坚持较高的功率因数, 变频器功率达95% 以上, 对电机产生谐波污染较小, 噪声低, 转矩脉动很低, 不会导致电机等机械设备的共振, 一起也减少了传动组织的磨损, 变频器与电机的衔承受场地束缚较小。  2.2.4高压变频器在发电厂中小功率给水泵电机调速方面已有运用, 但在大功率给水泵电机调速方面尚缺少满足的运用经验。  2.2.5对供电质量要求高。电压、频率瞬时有较大波动变频器维护就会动作, 恢复后不能马上重新启动变频器, 影响设备继续正常运转。  3.两种调理办法的经济性比较  现以330mw 机组给水泵组为例对变频与液力耦合器两种调速办法进行比较。该机组给水泵原规划为3×70% 额外容量电动给水泵组,配液力耦合器调速。随着变频调速技能的日渐老练,针对变频调速功率较高的特色, 对1 台电动给水泵装备高压变频器调速办法与1 台电动给水泵装备液力耦合器调速办法进行归纳技能经济性比较。  3. 1经济性比较考虑的要素  在进行经济性比较时首要考虑以下要素: 到厂煤价; 机组年利用时刻和机组年运转时刻; 机组负荷性质; 电厂发电本钱; 电厂建设每千瓦投资额; 泵组价格; 泵组运转功率和耗电量; 泵组装置、维护、检修(包含检修设备) 等费用。  3. 2经济性比较的办法和取值  经济性比较选用原电力工业部1982 年2 月颁布的《电力工程经济剖析暂行法令》(以下简称《法令》) 中规定的“年费用最小法”。其计算公式如下:  f = z ?[r (1+ r) n(1+ r) n- 1]+ u  式中: f 为年费用; r 为投资回收率, 取0. 08; n 为工程的经济运用年限, 按《法令》取20 年; z 为折算到投产年份的设备总价格;u 为折算年运转费。  3. 3设备总价格  设备总价格包含: 设备费(前置泵和给水泵本体、配套设备和电动机)、设备运杂费、设备装置和施工管理费等。对两种调理办法费用不同不大的项目予以疏忽。耦合器调速设备总费用为300 万元(大众号:泵管家), 变频调速设备总费用为650 万元,选用液力耦合器调理办法的电动给水泵组设备总价格比选用变频调理办法的电动给水泵组设备总价格低350 万元。  3. 4泵组年耗电量  泵组年耗电量按机组运转负荷形式计算, 依据供热电厂的特色和该热电厂供给的机组运转负荷形式, 按年发电设备运转7 098 h 计算。液力耦合器调理办法年总计耗电量26. 17×106 kw ?h, 年费用610. 92 万元。变频调理办法年总计耗电量22. 47×106 kw ?h, 年费用575. 44 万元。电动给水泵组选用高压变频器调理办法的比选用液力耦合器调理办法全年省电约3. 70 × 106 kw ? h, 年费用下降35. 48 万元。  高压变频器设备中电容为其易损耗件。选用电解电容的高压变频器中电容的运用寿命为7—— 8 年;选用薄膜电容和安规电容的高压变频器中电容运用寿命约为15 年, 其替换费用约为40 万元。国产液力耦合器的首要部件(包含泵轮、涡轮、主驱动变速箱等) 许诺运用寿命为30 年, 其易损件为传动轴承、密封件和油泵。其间轴承和密封件需求3 年替换, 每次替换费用约为2 万元; 油泵的滚动部件需求5 年替换, 每次替换费用约为3 000 元。进口液力耦合器许诺运用寿命为30 年, 其间轴承可保证作业10 万h,只需定期替换作业油。所以, 无论选用何种调理办法, 都应在电厂执役期内考虑上述要素。  4结论  通过归纳技能经济比较, 电动给水泵如选用高压变频器调理办法比选用液力耦合器调理办法, 用电量少, 年费用低。变频调速是当代最先进、最高效的调速技能。低压变频器在火电厂已得到了广泛运用,在完成自动操控和节能降耗上收到了杰出作用,已被社会所公认。高压变频器在火电厂的送、引风机、排粉机、灰渣泵、循环水泵、汽机凝聚水泵、母管制给水泵等技能改造、新建、扩建机组中,现已和正在广泛得到运用。高压变频器在电厂的运用,现已和正在得到人们的遍及注重。330mw 机组建议选用高压变频调理办法的给水泵组。但是需求特别指出的一点是, 目前高压变频器在大功率电机调速方面仍有技能短缺, 而锅炉给水泵是火力发电厂最重要的辅机之一, 其运转的正常与否直接关系到整个电厂能否安全稳定运转, 因而在挑选其调速办法时还要依据实际情况。
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