水泵改造

水泵改造（精选10篇）

水泵改造 篇1

1 立项背景和意义

火力发电厂中, 厂用电约占总发电量的8%~10%, 泵与风机的耗电量约占厂用电的70%~80%, 因此, 降低泵与风机的功耗对于提高电厂经济效益有很大作用。循环水泵的耗电量与季节和负荷都有关系, 对其进行变频改造, 既可以保证其有效地工作, 又可以保证其在低负荷和不同季节的最低功耗, 运用灵活、节能效果明显。

2 项目研究主要内容

循环水泵变频改造在德平热电厂的应用属首创, 全国大型火电厂对循环水泵变频应用安全性的质疑声较大均未进行循环水泵变频改造。对此, 德平热电厂专门组织技术人员对循环水泵变频改造进行充分研究, 全面确定改造的可靠性, 并利用施耐德公司成熟的高压变频技术和设备, 对电厂所有的循环水泵进行变频改造, 现全部运行正常, 循环水系统安全稳定, 节电效果非常显著。利用高压变频器对循环水泵电机进行变频控制, 实现了水量的变季节变负荷调节。不仅解决了春秋冬三季循环水量过大不能调节以致浪费厂用电的缺点, 而且因转轴转速下降后稳定运行大幅度提高了电机和泵转轴的寿命 (转速每下降5%, 转轴寿命提高100%) , 提高了系统运行的可靠性;更重要的是循环水系统灵活可控, 改善了系统的经济性, 节约能源, 为降低厂用电率提供了良好的途径。

2.1 节能原理

根据泵与风机的相似定律可知, 泵的功率与转速的三次方成正比, 即:

P1/P2= (n1/n2) 3

因此, 降低泵的转速, 泵的功率就会下降很多。比如说, 将循环水泵的频率由50HZ降低到40HZ, 那么功率:

P40/P50= (40/50) 3=0.512

即:功率就降低为原来的51.2%, 节能效果明显。

2.2 变频调速的基本原理及特性

异步电机的调速公式:

N=60f (1-S) /P

N:表示转速;f:表示频率;S:表示滑差率;P:表示电机极对数。

因此利用变频技术, 调整电机的供电频率, 使电机得到任意转速。

从电机的设计特性, 如单纯改变频率, 会造成严重的磁过饱和或转矩变软, 根据电机转矩特性以下可知只要在频率F变化时, 电压V跟踪变化, 保持压频比V/F为常数, 即可保证电机在变频调速的同时, 保证恒转矩输出。

2.3 循环水泵变频逻辑的修定

因循环水泵变频改造在德平热电厂的应用属首创, 逻辑修定无先例可寻, 而对变频运行逻辑的修定是循环水系统安全运行的关键, 是控制中的核心。在经过循环水泵变频试运的动态过程和系统化论证后, 德平热电厂技术人员提出以下逻辑并组态完毕。逻辑调试成功, 经多次试验, DCS控制可靠、简单。

(1) 顺启逻辑。1) 循泵高压开关合闸;2) 待变频器启动条件满足, 启动循泵变频器;3) 自动设定循泵变频目标值80%;4) 当循泵变频反馈值大于65%且循泵出口压力大于0.12MPa时, 开启循泵液控蝶阀。

(2) 顺停逻辑。1) 判断单元机组另一台循泵变频器是否已启动;2) 当另一台循泵变频器已启动时, 自动设定另一台循泵变频目标值95%。 (当另一台循泵变频器未启动时, 跳过此步骤) 3) 自动设定待停循泵变频目标值80% (当待停循泵变频目标值低于80%时, 跳过此步骤) ;4) 关闭待停循泵液控蝶阀;5) 待停循泵液控蝶阀关闭到位后, 停止待停循泵变频器;6) 待停循泵变频器已停止后, 待停循泵高压开关分闸。

(3) 循泵跳闸保护逻辑。一台循泵高压开关跳闸或循泵变频器跳闸, 任一动作时, 关闭液控蝶阀且自动设定另一台循泵变频目标值95%。

(4) 运行方式:单元机组双循环水泵变频同时运行。

(5) 循泵变频器反馈值低限设定。需在就地循泵变频器设定循泵变频器反馈值最低限为80% (40Hz) 。另注明:根据季节性环境温度的变化可适时修改反馈值最低限。单泵运行时变频70% (35Hz) 为最低连续回水频率, 双泵运行时变频60% (30Hz) 为最低连续回水频率。修改时不能低于循泵运行工况的最低连续回水频率, 并满足凝汽器热负荷。

2.4 节能效益

根据泵与风机的相似定律, 泵的流量 (Q) 、扬程 (H) 及功率 (P) 与泵的转速 (n) 有以下关系:Q1/Q2=n1/n2;H1/H2= (n1/n2) 2;P1/P2= (n1/n2) 3。

(1) 每台机组冬季一台循环水泵, 保证最低回水及真空的情况下, 变频频率最低可以40HZ, 按照变频调速的基本原理及相似定律可知, 改造后循泵消耗的功率为改造前的 (40/50) 3, 即51.2%, 每台机组改造前为冬季 (按三个月) 一台循泵运行耗功为:800×90×24=172.8万kwh (万度) 。

按一度电0.6元计算, 冬季节约至少: (1-51.2%) ×172.8=84.3264万kwh (万度) ; (1-51.2%) ×172.8×0.6=50.60万元。

(2) 每台机组春秋二季, 两台循环水泵白天最低频率可以是40HZ, 功率为改造前的 (40/50) 3, 即51.2%, 晚上频率可以是35HZ, 功率为改造前的 (35/50) 3, 即34.3%, 每台机组改造前为春秋二季 (6个月) 两台循泵运行耗功为:800×180×24×2=619.2万kwh (万度) 。

按一度电0.6元计算, 春秋二季节约:白天:619.2× (1-51.2%) ×2/3=224.8702万kwh (万度) ;晚上:619.2× (1-34.3%) ×1/3=151.3712万kwh (万度) ;白天:619.2× (1-51.2%) ×2/3×0.6=134.92万元;晚上:619.2× (1-34.3%) ×1/3×0.6=90.82万元。

春秋二季共节约:224.8702+151.3712=376.2414万kwh (万度) ;134.92224+90.82368=225.74万元。

(3) 因夏季根据气温条件, 节约效果不明显, 因此每台机组全年节约:84.3264+376.2414=460.56万kwh (万度) ;50.60+225.74=276.34万元。

(4) 另外, 因转轴的转速下降带来的寿命大幅度提高也能产生一定的节约效益。

3 解决的关键问题和创新点

循环水泵变频改造在德平热电厂的应用属首创。德平热电厂所有的循环水泵都进行变频改造, 现全部运行正常, 循环水系统安全稳定, 节电效果显著。利用高压变频器对循环水泵电机进行变频控制, 实现了循环水水量的变季节变负荷调节, 这一技术的实现在全国大型火电厂属于首次。不仅解决了春秋冬三季循环水量过大不能调节以致浪费厂用电的缺点, 而且因转轴转速下降后稳定运行大幅度提高了电机和泵转轴的寿命 (转速每下降5%, 转轴寿命提高100%) , 提高系统运行的可靠性;更重要的是循环水系统灵活可控, 改善了系统的经济性, 节约能源, 为降低厂用电率提供了良好的途径。

4 推广应用情况:

德平热电厂四台循环水泵已全部变频改造完毕, 现循环泵变频正常运行。

按一度电0.6元计算, 每台机组全年节约:84.3264+376.2414=460.56万kwh (万度) ;50.60+225.74=276.34万元。

按一度电0.6元计算, 两台机组全年节约:460.56×2=921.12万kwh (万度) ;276.34×2=552.68万元。

推广前景十分巨大, 经济效益显著。

摘要：利用高压变频器对循环水泵电机进行变频控制, 实现了水量的变季节变负荷调节。提高了系统运行的可靠性;更重要的是循环水系统灵活可控, 改善了系统的经济性, 为降低厂用电率提供了良好的途径。

关键词：循环水泵,变频改造,节能

水泵改造 篇2

一、征收范围

东至串场河滨河路，南至塘流河，西至小海路，北至黄海路。具体以盐城市规划局2015年6月10日核发的水泵厂地块棚户区改造选址红线图为准（附图）。

该项目共计征收住宅158户，房屋现状建筑面积约1.31万平方米。

二、征收单位

房屋征收部门：盐城市亭湖区住房和城乡建设局

房屋征收实施单位：盐城市亭湖区人民政府先锋街道办事处、盐城市天湖房屋征收服务中心、盐城信荣房屋征收服务中心

三、征收补偿依据

国务院《国有土地上房屋征收与补偿条例》（国务院令第590号）、住建部《国有土地上房屋征收评估办法》（建房[2011]77号）、《江苏省贯彻实施<国有土地上房屋征收与补偿条例>若干问题的规定》（苏政发[2011]91号）、《盐城市国有土地上房屋征收与补偿办法》（盐政发[2011]210号）、盐城市人民政府关于印发《盐城市市区国有土地上房屋征收安置房建设管理实施办法》（盐政发 [2012]135号）、《盐城市人民政府关于市区国有土地上企业房屋征收补偿和其他有关问题处理的意 见》（盐政发〔2015〕40号）、《盐城市人民政府关于供给侧结构性改革去库存的实施意见》（盐政发〔2016〕37号）、《盐城市市区旧城区（棚户区）改建房屋征收及有关问题的处理意见》（盐政规发 [2018]1号）及相关配套政策文件等规定。

被征收房屋房地产权属、面积和用途依据《房屋所有权证》《建设工程规划许可证》《土地使用证》和身份证明等合法证件确定。

四、征收时间

具体征收时间自《房屋征收决定公告》发布之日起至征收结束止，具体签约期限以征收部门在现场发布的相关公告为准。

五、征收补偿与安置

（一）征收补偿方式

补偿方式为货币补偿和房屋产权调换两种，由被征收人选择。

（二）征收补偿标准

房屋征收部门依法对被征收人实行补偿，具体包括： 1．被征收房屋价值补偿费

由法定程序确定的房地产价格评估机构按照国家、省、市有关规定评估确定。

2．搬迁补偿费

搬迁补偿费按被征收房屋合法建筑面积计算，具体标准为：（1）住宅房屋每平方米20元，不足1000元的补足1000元；

（2）办公、教学等用房每平方米15元；

（3）仓库、生产及营业性用房每平方米20元，特殊生产设备拆装、搬迁的补偿费用另行评估确定； 征收住宅房屋被征收人选择产权调换的，搬迁补偿费增加一倍计算，并按补偿协议约定一次性结清。

3．临时安置补偿费

被征收人自行过渡的，依法给予临时安置补偿费。临时安置补偿费以被征收房屋合法建筑面积按月计算，临时安置不足一个月的，按足月给予计算补偿。具体标准为：每月每平方米10元，每月临时安置补偿费低于300元的，按300元/月给予补偿。

实行货币补偿的，给予被征收人6个月的临时安置补偿费；实行产权调换的，自被征收人搬家让房时起，至产权调换房屋交付时止，按实际过渡期限给予临时安置补偿费。产权调换过渡期一般不超过18个月。因征收部门的责任延长过渡期限的，从逾期之月起，延长时间在12个月以内的，增付一倍临时安置补偿费；延长时间超过12个月的，自超过之月起增付二倍临时安置补偿费。因被征收人责任不按期履行新房交付手续的，征收部门不再承担逾期之后的临时安置补偿费。

4．停产停业损失补偿费

（1）因征收非住宅房屋造成停产停业损失的，应当给予被征收人补偿。具体补偿金额由征收当事人协商确定，协商不成的，由评估机构根据房屋被征收前的效益、停产停业期限等因素评估确定。房屋被征收前的效益原则上按房屋征收决定作出前3年的平均效益计算；不满3年的，按照实际年限计算。根据企业平均效益与企业所得税纳税额密切相关的实际情况，以会计核算及其他有关资料为依据，停产停业损失按房屋征收决定作出前3年的企业所得税平均数的3倍计算；不满3年的，按照实际年限企业所得税平均数的3倍计算。结合我市实际情况，营业用房、办公性质的停产停业期限以6个月计算，其他非住宅停产停业期限参考国家规定小、中、大企业规模建设周期，原则上分别为12、15、18个月计算。

对于无法以所得税计算的，停产停业损失按被征收房屋货币补偿金额的3%—5%计算。

（2）被征收人擅自将住宅房屋改变为经营性用房的，征收时不给予停产停业损失补偿；擅自改变非住宅房屋用途的，按照原用途计算停产停业损失。

被征收房屋于2010年7月1日前已经改变为经营性用房，并取得工商营业执照、持续营业1年以上的（且实际用于经营并依法纳税），根据实际经营年限（以工商营业执照为准）按比例进行补偿：满一年的，给予停产停业损失评估价10%的补偿，以后每多一年再增加5个百分点的补偿；满15年以上的，给予80%的补偿。

5．装饰装修、附属设施、花卉树木等补偿费

被征收房屋装饰装修、附属设施、花卉树木等价值由征收当事人协商确定；协商不成的，可以依法委托房地产评估机构通过评估确定。

（三）补助和奖励 1．补助

（1）征收住宅房屋被征收人选择货币补偿的，给予一次性补助，具体标准为：

①被征收房屋补偿安置面积在90平方米（含）以下，且被征收房屋为平房的，按被征收房屋补偿安置面积增加15%的标准给予每平方米600元的一次性补助。

②被征收房屋补偿安置面积90平方米（含）以下，且被征 收房屋为多层房屋的，按被征收房屋补偿安置面积增加10%的标准给予每平方米600元的一次性补助。

③被征收房屋补偿安置面积在90平方米以上的，按被征收房屋补偿安置面积给予每平方米600元的一次性补助。”

（2）征收住宅房屋被征收人及户籍内家庭成员（指配偶、直系亲属及有合法收养关系、监护关系的人员等）身患重大疾病、残疾和低保对象需要给予照顾的，可适当给予补助。补助对象及补助标准经征收现场公示无异议后给予支付。符合补助条件的对象，一人只享受一次。具体补助标准为：①重大疾病补助10000元（包括：癌症、白血病、尿毒症、系统性红斑狼疮、重大器官移植）；其他类疾病补助5000元（含在征收决定发布后医院证明未愈，且一次性治疗自费超过1万<含1万>的贫困家庭）；②残疾补助（残疾认定必须持有残疾证）：

一、二级残疾的补助10000元；

三、四级残疾的补助5000元。③对三无、五保户、低保家庭（须提供民政部门有效证件）补助10000元；对特困职工、低保边缘人员补助5000元（特困职工须提供市、区总工会有效证件）。

（3）实施房屋征收应当给予被征收人《房屋所有权证》、《国有土地使用权证》变更补助费，具体标准为：征收住宅房屋，给予每户55元变更补助费；征收非住宅房屋1000平方米以下的，给予每户205元变更补助费;征收非住宅房屋1000平方米以上的，给予每户405元变更补助费。

2.奖励

被征收人在签约期限内签约并按照约定搬家让房的，给予签约和让房奖励。具体标准为：

①按被征收房屋合法面积累进计算，被征收房屋合法面积 在45平方米以下的（含45平方米），按照600元/平方米计算；45平方米以上90平方米以下部分按照300元/平方米计算；被征收房屋合法面积在90平方米以上的，90平方米以上部分按照120元/平方米计算。

②根据签约和让房的先后顺序，分别给予每户最高不超过1万元的签约奖励和1万元的让房奖励。具体奖励办法以征收部门在现场发布的相关公告为准。

被征收人在协议约定的搬迁期限内未搬迁让房的，在补偿金额中扣除奖励。对房屋征收部门报请人民政府作出补偿决定的被征收人，不享有奖励。

（四）安置房 1．安置地点及套数

原地配建安置房源160套（计划户型安排75㎡16套、90㎡96套、130㎡48套）。

2．安置房价格及非机动车车库价格

安置房价格按照《国有土地上房屋征收评估办法》和《盐城市市区国有土地上房屋征收安置房建设管理实施办法》确定后由征收部门予以公布。非机动车车库价款以物价部门最终核定价为准，由被征收人与安置房建设单位签订《商品房买卖合同》时，直接向房屋建设单位支付结算。

3．住宅房屋安置面积补助

住宅房屋被征收人选择产权调换的，如被征收房屋补偿安置面积90平方米（含）以下的，给予住宅房屋安置面积补助，按下列标准执行：由平房安置到多层安置房的，应安置面积按被征收房屋补偿安置面积10%的标准增加；由平房安置到小高 层及高层安置房的，应安置面积按被征收房屋补偿安置面积15%的标准增加；由多层房屋安置到小高层及高层安置房的，应安置面积按被征收房屋补偿安置面积10%的标准增加。增加部分安置房的价格按安置价结算，超过部分按市场基准价购买。

4．安置房选择顺序

按照签订补偿协议和搬家让房先后顺序双积分确定选房顺序，本着“先签先搬、优先选择”的原则，先签协议并搬家让房的被征收人优先选择安置房源。设定签订协议及搬家让房各占200分，按签订协议及搬家让房先后顺序得分之和排定安置房选房次序，第一名签订协议及第一名按约定搬家让房的分别得200分，依次每递减一户减一分，分值高的优先选房；分值相同的，由先签订协议的被征收人先选房。具体选房时间另行公告。

被征收人在征收部门规定的时间内，到安置房开发建设单位办理购房手续。

（五）未登记建筑的补偿

对征收范围内未经登记的建筑，在房屋征收决定作出前，由有关部门依法进行调查、认定处理。对认定为合法建筑的依法给予补偿；对认定为未超过批准期限的临时建筑的，按剩余使用期限分摊的建造成本给予补偿；对认定为违法建筑和超过批准期限的临时建筑的，一律不予补偿。规划部门在发放临时建设工程规划许可证时，已注明在批准期限内因城市建设需要无偿拆除的，不予补偿。

（六）征收最低补偿

征收个人住宅，被征收人仅有一处住房且获得的货币补偿金额（不含搬迁补偿费、临时安置补偿费和奖励）低于市区征 收最低补偿标准的，经公示，对符合条件的，按照市区征收补偿最低标准对被征收人给予补偿。征收补偿最低标准参照国家住宅设计规范规定的最小户型的同类地段经济适用房价值等因素确定，最高不超过30万元。

执行最低补偿标准的被征收人，可以在政府指定地段，也可以在提供的安置房源范围内购买54平方米左右的安置房，54平方米以内的购房款以房屋征收补偿费抵冲，不足部分由征收实施单位支付;超过54平方米的部分，按安置房市场基准价购买，由被征收人支付。被征收人不再享受经济适用房补助和廉租房补助。

自2005年3月1日以后，因析产或交易行为导致单户房屋建筑面积小于30平方米的，以及劈卖、析产后无墙界的房屋，不执行最低补偿政策。但对符合独立分户条件、具有市区户口、已婚，且配偶双方在市区均无其他住房的被征收人，符合最低补偿条件的，经审核确认，并在征收现场公示无异议后，按照最低补偿标准给予被征收人补偿。

（七）住房保障

征收个人住宅，被征收人符合住房保障条件的，或者被征收人获得征收补偿后仍然符合申请购买经济适用房、租赁公共租赁住房（含廉租住房）条件的，应当按照盐城市区保障性住房的有关规定优先给予住房保障。

（八）被征收房屋计户方法

1．征收私有住宅房屋，凭房屋所有权证计户。2．租住直管公房，凭公有住房租赁证计户。3．征收非住宅房屋，凭房屋所有权证计户。

六、征收评估 按照《国有土地上房屋征收与补偿条例》、《国有土地上房屋征收评估办法》、《省政府关于印发《江苏省贯彻实施〈国有土地上房屋征收与补偿条例〉若干问题的规定》的通知》和《盐城市国有土地上房屋征收与补偿办法》、《盐城市国有土地上房屋征收评估管理暂行办法》规定执行。

七、补偿协议

房屋征收部门与被征收人就补偿方式、补偿金额和支付期限、用于产权调换房屋的地点和面积、搬迁费、临时安置费、停产停业损失、搬迁期限、过渡方式和过渡期限等事项，订立补偿协议。

补偿协议订立后，当事人应当按协议约定履行应尽义务，一方当事人不履行补偿协议约定义务的，另一方当事人可以依法提起诉讼。

（一）被征收人选择产权调换

被征收人选择房屋产权调换的，用于产权调换的购房款由房屋征收实施单位直接支付给建设单位。补偿费与购房款差额部分由房屋征收实施单位与被征收人按照补偿协议约定结清。如遇补偿款不足购房款情况，由被征收人依法向安置房建设单位缴款结清。结清被征收房屋价值与用于产权调换房屋价值的价差后，产权调换房屋权属归被征收人所有。

（二）被征收人选择货币补偿

选择货币补偿的被征收人在补偿协议约定期限内搬家让房的，房屋征收实施单位在补偿协议约定期限内向被征收人支付房屋征收补偿费。

八、补偿决定

房屋征收部门与被征收人在房屋征收部门现场发布的公告 确定的签约期限达不成补偿协议，或者被征收房屋所有权人不明确的，由房屋征收部门报请亭湖区政府作出补偿决定，并在房屋征收范围内予以公告。

被征收人对补偿决定不服的，可以依法申请行政复议，也可以依法提起行政诉讼。

九、强制执行

征收补偿决定作出后，被征收人在法定期限内不申请行政复议或者不提起行政诉讼，在补偿决定规定的期限内又不搬迁的，由亭湖区政府依法申请人民法院强制执行。

十、其它事项

被征收人应当在补偿协议约定或者补偿决定确定的搬迁期限内完成搬迁。任何单位和个人不得采取暴力、威胁或者违反规定中断供水、供热、供气、供电和道路通行等非法方式迫使被征收人搬迁。

被征收人须保持被征收房屋完好，房屋门窗、装饰装潢、附属物等已补偿的项目不得私自拆除，涉及专业部门拆除的水、电、燃气等在被征收人结清水费、电费和燃气等费用后，由专业部门负责拆除。擅自拆除造成损失的，在补偿费中予以扣除。

征收实施单位和拆除实施单位应遵守《文物保护法》、《环境保护法》等相关法律法规，并接受有关行政执法单位监督。

章村矿循环水泵恒压供水变频改造 篇3

关键词：变频调速；恒压供水；节能；PID

1 概述

现章村矿洗煤厂压滤车间使用2台循环水泵，互为备用。水泵的规格型号是200ZJ-Ⅰ-65A，额定流量是350m3/h，，扬程是40M ，配套使用电机型号：Y355L-6，额定功率220KW，额定电压 380V， 控制手段相对比较传统依靠调节阀门开度来调节介质流量，供水量不能根据生产工艺的要求精确调整，电机做功部分消耗在挡板阀门之间的“頂牛”状态中，存在电能浪费。

2 改造的必要性

2.1 操作简便可控：循环水泵设备的开停车在集控操作界面对该设备实现控制，同时针对重介洗选工艺与脱介筛相关设备设置联锁，大大满足生产需要。

2.2 优化指标控制：循环水泵实现变频调速可分为自动和手动，手动状态下可通过电位器调节速度，自动状态是通过PLC模拟输入信号输入指定频率控制，自动状态下根据工况实时调速，提高了生产效率，为优化运营提供了可靠保证。

2.3 节能节电效果显著：采用变频调节后，系统实现软启动，软停车等功能，系统效率得到提高，节约能源，为降低企业用电率提供了良好的途径。

3 现场情况及节电效果分析

3.1 工频状态下的耗电量计算

Pd：电动机功率；Cd：年耗电量值； U：电动机输入电压；I：电动机输入电流；cosφ：功率因数； T：年运行时间；δ：单负荷运行时间百分比。

电机耗电功率计算公式：Pd=×U×I×cosφ ①

累计年耗电量公式：Cd=T×∑（Pd×δ） ②

其中取电机输入电流为320A， cosφ为0.85，设备运行每年按运行5440小时（340天）340天计算。

根据计算公式①②，通过计算可得出工频情况下各负载的耗电量如下：

Pd=179（kW） Cd=97.4万kW·h

3.2 变频下单位时间耗电量计算

根据流量、压力、轴功率与其转速的关系

用文字表述为：流量与转速成正比、压力与转速的平方成正比、轴功率与转速的立方成正比。

变频状态下的计算如下：

P'：泵实际轴功率；P0：水泵额定轴功率 ；Cb：年耗电量值；

Q'：水泵实际流量；Q0：水泵额定流量；H'：水泵出、入口压力差；

H0：水泵额定压力。

低压配电系统运行电压380V，电机实际运行电流201A，水泵电机功率l10kW、极数4极、实际出力为55%～83%，取Q/QN=0.80得：

即流量为改造前的80%，则转速为当转速变为80%额定转速时，80%转速变为80%流量、64%压力，最后输出51%轴功率。故：

4 系统技术方案

闭环控制运行：根据现场提供的反馈信息（ 如压力，流量等）做闭环控制，变频器自动根据反馈值自动调节运行频率，满足现场运行工况。

现场直接接收管道压力变送器传感到变频器PLC 4—20mA信号，变频器内置PID调节器，自动实现闭环控制。随着水泵出水压力的变化，随之变频器的输入反馈信号相应变化，在变频器的PID控制作用下，变频器输出与之相反的控制，最终使得出水压力恒定，实现恒压供水。

5 结语

变频恒压供水系统的设计，提高了供水质量，减少了对设备的冲击，具有节省能源，操作方便，自动化程度高等优点。节能延长电机、水泵使用寿命4年以上。为章村矿洗煤厂优化洗选工艺、提高工作效率、减岗并岗具有重要意义。

参考文献：

[1]赵华军.基于PLC和变频器控制的恒压供水系统设计[J].自动化与信息工程，2006（3）.

[2]胡雪梅.变频恒压供水系统的设计与应用[J].电机与控制应用，2011，38（8）.

[3]张慧宾.变频调速应用实践[M].北京：机械工业出版社，2000：128-129.

作者简介：

9E循环水泵改造设计 篇4

本厂原设计2套9E机组,配套4台长沙水泵有限公司生产的800S-24型循环水泵。泵设计参数为:流量8 150 m3/h,扬程24 m,效率84.2%,汽蚀余量8.8 m;配套电机YKK560-2-8:P=710 k W,V=6 k V,I=88.1 A,cosφ=0.82,转速745 r/min。原设计意图是2套机组同时运行时,3台水泵运行,1台备用,正常情况下能满足使用要求。

实际安装投用一套9E机组,循环水泵安装了3台,还有1台基础已经建好,未装水泵。正常运行中,循环水泵1台的水量不能满足要求,故长期是两用一备的运行方式。

2 运行数据及现状

一台泵单独运行时(开机或停机过程中短时间工况):#1、#3泵:P2=0.14 MPa,I=81.0 A,V=6 k V;#2泵:P2=0.14 MPa,I=77.0 A,V=6 k V;凝结器入口压力:0.09 MPa。

一机二泵运行(长期工况):#1、#3泵:P2=0.24 MPa,I=94 A,V=6 k V;#2泵:P2=0.24 MPa,I=88 A,V=6 k V;凝结器入口压力:0.17 MPa。

3 存在问题及原因分析

运行中主要存在的问题:(1)循环水泵叶轮汽蚀较严重,原出厂配置的铸铁叶轮早已汽蚀严重穿孔,从2007年1月开始,逐渐将3台泵的叶轮更换成不锈钢叶轮,才没有再穿孔。(2)扬程富裕量较大,水流速高,管道系统压力损耗大,从循环泵出口到凝结器入口压降为0.08 MPa。(3)水泵电流高,各台水泵都基本超额定电流运行,特别是#3泵长期超额定电流运行,厂用电高,浪费能源。(4)#2泵有明显的汽蚀声音,并且进口真空压力表摆动,估计前池内水泵进口管局部有堵塞。

为降低泵的电流,2014年4月26日将#1、#3泵出口液控阀调整,开度由100%关小至80%,电流及压力无明显变化;#2泵出口液控阀2008年进行了调整。

分析存在以上问题的主要原因:实际系统配置与原设计配置不一致,2台水泵并联运行中,各泵均偏离设计工况,造成运行效率低。因系统已经确定,只能从水泵上做改进,使水泵与系统匹配,才能使水泵使用良好,同时达到节能的效果。

按系统设计规范,循环水泵的扬程为凝汽器阻力、冷却塔布水面高程与泵吸水面高程差、沿程管路损失和局部损失三者之和,本厂上述三者之和约为19 m,再增设10%余量,计算总扬程为21 m,也就是说选21 m水柱已经能满足要求。

从流量上统计,夏天本厂循环水用水设备及最大用水量包括:汽轮机凝结器14 000 m3/h(按200 t/h的排汽量,为了不影响真空,夏天冷却倍率取70倍)、冷油器250×2 m3/h、工业水外循环100 m3/h、发电机空冷器200 m3/h、发电机冷水器125×2 m3/h、燃机外循环水250 m3/h等,最大用水量为15 300 m3/h,水泵额定流量每台8 150 m3/h,2台同时运行已经能满足要求,但原设计选型为24 m扬程,流量和扬程均有富裕量,特别是扬程富裕量较大。

4 改进方案

针对存在的问题及节能宗旨对循环水泵进行改造,经与水泵原制造厂(长沙水泵厂)技术人员一起进行水泵和循环水系统试验,根据分析数据后的结论,同时考虑尽可能减少改造投资,继续使用现有的水泵壳体和电机,提出最佳改造方案为将叶轮改型,即改造叶轮的水力模型,以满足目前系统对扬程和流量的要求。经计算改型后的参数设置:泵扬程=21.8 m水柱,流量=7 500 m3/h,转速=742 r/min,效率η=85%。

5 改造前后数据比较

改造前(目前)#1、#2、#3泵运行数据如表1所示。

说明:(1)#2泵进口真空压力表摆动,且有明显汽蚀声音,怀疑前池内的水泵进口管有异物局部堵塞。(2)表中流量数据是参照水轮机改造试验时对冷却塔进水管做的超声波测量,因水泵出水管外露部分长度太短,无法进行流量测量。

5.1 改造前水泵轴功率和效率计算

从表1可以看出,两台泵同时运行时水泵平均电流90.67 A,电机耗电平均Pd=772.6 k W/台,以电机效率0.93计算,水泵轴功率:

改造前水泵效率计算:

5.2 改造后水泵轴功率和电机耗电计算

根据改造计算的流量和扬程核算,水泵的轴功率(k W)为

式中,Q为流量,7 500 m3/h≈2.08 m3/s;h为扬程(m);g为重力加速度,g=9.81 m/s2;ρ为水密度,取1 g/cm3;η为水泵效率,改造设计叶轮时取83%,因为泵壳使用多年,锈蚀不光滑,影响了泵的效率,如果将泵壳进行除锈,涂刷超滑涂料,水泵效率应该可以达到85%。

轴功率:

考虑将叶轮改型后,水泵轴功率的减少会引起电机效率下降,暂将电机效率拟设为85%,电机耗电:

6 改造后的经济效益

由改造前后数据可得水泵电机耗电减少量为772.6-630.5=142.1 k W,即单台泵每小时可省电142.1 k W,2台泵可以节电284.2 k W,按每年发电3 000 h计,可节电3 000×284.2=852 600 k W·h,按照供电价格1元/k W·h进行计算,一年可以节约85.26万元。

7 实际改造方案及实施费用

(1)叶轮改型:需要根据我厂的参数重新优化设计新型叶轮并铸造加工,同时配套更换相应的密封环。本项费用约7.5万元/台,3台合计22.5万元。(2)为了充分提高水泵的效率,在更换叶轮的同时,还需要进行泵壳的内部除锈防腐并刷光滑涂料。本项费用约8 000元一台,3台合计约2.4万元。(3)水泵更换叶轮施工可以由维修部利用机组中修机会完成。因为现有的填料轴套已经磨损较多,改造更换叶轮时也需要更换填料轴套,3台泵轴套合计约1万元。改造费用总计约22.5+2.4+1=25.9万元,投资回收期约为4个月。

8 结论

根据现场收集的数据进行计算得出的结论是:9E循环水泵有必要进行改造并且可行,能达到节能增效的目的。本改造方案已经考虑到夏天的最大水量,故不会对汽机真空和冷却水系统产生影响。

摘要：原厂循环水泵在运行中未能满足日常需求,分析存在的问题及原因,对其进行改造设计,以达到节能增效的目的。

水泵改造 篇5

【关键字】中央空调；变频节能

1.原系统简介

中央空调系统的主要设备和控制方式：冷冻系统：主要由3台90千瓦电机组成，1用2备；另有2台30千瓦电机为过渡季节使用，1用1备；冷却系统：主要由3台90千瓦电机组成，1用2备；另有2台30千瓦电机为过渡季节使用，1用1备。

2.原系统的运行问题

中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。所以节能的潜力就较大。

目前空调循环水系统采用调节阀门的方式调整管网的流量，改变冷冻水和冷却水的流速，从而保证机组和冷却塔进、出水口的温差，满足负荷变化的要求，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成管网末端达不到预期效果的情况。

另外，水泵采用的是软启动方式，电机的启动电流均为其额定电流的3～4倍，一台90KW的电动机其起动电流将达到500A，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时水锤现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。

3.节能改造的可行性分析

因此，从节约能源和降低维护费用的角度考虑，需对水泵循环水系统进行改造，我们将采用以质量可靠、功能强大的变频器为主，配以高性能、高可靠的PLC控制站组成的新一代集散型控制系统，实现自动化控制和远程监控，实现空调系统的高效，低能耗运行，提高水泵有效利用率，减少看护人员、延长水泵电机使用寿命，减少事故停机时间，提高自动控温的能力。从而大大提高后勤保障的安全生产、降低生产成本。

4.节能改造的具体方案

（1）主电路的控制设计

根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用，保持原有系统的优点，保持整个系统的稳定性，在此基础上增加新的功能，更注重选用成熟的、先进的、同时有能及时供货和便于日后维护的设备和技术。

原冷却机组和冷冻机组各有三台90KW电机（有软启动器控制启停），两台30KW电机。改造后一台90KW的动力电缆改接到变频柜，变频器出线经铜排分五路，分别至另外四台泵的就地开关切换箱，和经过接触器直接到该台泵电机。另外四台泵的开关切换箱分别接入原工频电缆和新的变频电缆两路电源，由控制箱的开关切换接触器，既可以变频启动，又可以在特殊情况下通过原方式工频启动运行。

（2）功能控制方式

我们采用SIEMENS公司成熟的MM430系列水泵专用变频器和S7-200系列PLC来实现自动化控制和远程监控，并可在上位机显示所辖工段的工艺流程图，工艺参数，电气参数，及设备运行状态。通过触摸屏设定工艺参数，控制电气设备。

變频控制系统实现了以下功能：

（a）变频器控制冷却水泵和冷冻水泵启停。变频器分别设置90kW和30kW两套参数，启动水泵时自动判断选择配置参数。

（b）变频器实时监测水泵运行状态。触摸屏和操作员电脑均能显示变频水泵的当前运行参数，如电压、电流、频率、进水、出水温度及出口压力。

（c）自锁保护功能。当一台水泵运行时，运行信号会同时送至PLC，PLC分析判断后送将信号送至就地柜，同一组其他水泵无法启动，可以防止多台水泵启动，导致变频器过负载。

（d）系统可以选择手动和自动两种运行状态。手动运行时，根据实际情况设定变频器运行频率。自动运行时PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值；然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的频率，以控制电机转速，调节出水的流量，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度和流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能。

5、技术改造后的运行效果比较

（1）节能效果

进行技术改造后，系统的实际节电率与负荷状态、天气温度变化等因素有一定关系。根据以往运行参数的统计与改造后的节能预测，平均节能应在20-30%以上。经济效益十分显著。

（2）对系统的正面影响

由于冷冻泵、冷却泵采用了变频器软启停，消除了原来启动时大电流对电网的冲击，用电环境得到了改善；消除了启停水泵产生的水锤现象对管道、阀门、压力表等的损害；消除了原来直接启停水泵造成的机械冲击，电机及水泵的轴承、轴封等机械磨擦大大减少，机械部件的使用寿命得到延长；由于水泵大多数时间运行在额定转速以下，电机的噪声、温升及震动都大大减少，电气故障也比原来降低，电机使用寿命也相应延长。

由于采用了温差闭环变频调速，提高了冷冻机组的工作效率，提高了自动化水平。减少了人为因数的影响，大大优化了系统的运行环境、运行质量。

6、结束语

广钢码头泵站水泵变频改造 篇6

1 水泵的工况特点

广钢码头泵站取水于珠江, 以多台水泵并联运行方式供水。正常供水时, 泵房开两台460kW大泵和一台280kW中泵, 但经常出现水压偏高, 而开一台大泵两台中泵时, 水压又偏低, 难以满足生产需求。

没有使用高压变频器之前, 管网的水压调节是通过人工开停一台中泵进行控制的, 管网的水压波动大导致调节线性度较差, 造成大量能量损耗。同时由于频繁的开停泵操作, 导致供水的可靠性下降, 影响机组的稳定运行。

使用高压变频器后, 对10#水泵进行无级调速来调节管网水压, 实现了恒压供水, 避免了经常性人工开停水泵。由于水泵固有的特性, 调速既可以调节水泵的出水量, 又可以降低电动机的功耗, 从而达到了改善工艺、节能降耗的目的。

2 HARSVERT-A06/060型高压变频器原理及特点

HARSVER-A型变频装置采用单元串联多电平PWM拓扑结构, 由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出, 即输出电压6kV。每相由7个额定电压为490V的功率单元串联而成, 然后星接输出给电机。输出相电压为3450V, 线电压达到6kV左右。装置系统结构见图1, 每个功率单元的结构以及电气性能完全一致, 可以互换。其电路结构见图2, 为基本的交流-直流-交流单相逆变电路。输入侧由移相变压器给每个单元供电, 移相变压器的副边绕组分为三组, 整流侧为二极管三相全桥, 构成42脉冲整流方式。大大改善了网侧的电流波形, 使其负载下的网侧功率因数达到0.96以上。逆变器输出采用多电平移相式PWM技术, 输出电压接近正弦波, 输出电压每个电平台阶只有单元直流母线电压大小, 所以dv/dt很小。当某一个单元出现故障时, 通过使图2中的软开关节点K导通, 可由此单元的旁路出系统而不影响其他单元的运行, 变频器可持续降低额定功率运行, 可减少停机造成的损失。

3 水泵变频改造方案

码头泵站恒压节能供水改造是采用一台6kV、600kW的高压变频器, 调速控制一台水泵以连续工作的方式运行。水泵有关参数如下。

型号:20sh-9卧式离心泵;

流量:Q=2016m3/h

扬程:H=59m;

额定转速:970r/min;

配套电机:JSQ157-6;

匹配功率:460kW;

额定电流:54A;

额定功率因数:0.82;

额定转速:987r/min。

为了充分保证系统的可靠性, 同时对高压变频器加装工频旁路柜装置。当变频器异常时, 变频器停止运行, 电机可以直接手动切换到工频下运行。旁路柜由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成 (见图3, 其中QF为原有高压真空断路器开关) 。QS2不能与QS3同时闭合, 在电气、机械上实现互锁。变频运行时, QS1和QS2闭合, QS3断开;工频运行时, QS3闭合, QS1和QS2断开。为了实现变频器故障的保护, 变频器对6kV开关QF进行联锁。一旦变频器出现故障, 变频器跳开QF工频旁路时, 变频器允许QF合闸, 撤消QF的跳闸信号, 使电机能正常通过QF合闸工频启动。

水泵调速由值班人员通过上位机设定闭环运行的“给定水压”或开环运行的“运行频率”值。此输出值为反馈给变频器的4-20mA标准信号, 对应不同的频率 (速度) 给定值。变频器通过比较转速输出量与DCS速度给定之间的大小, 自动调节电动机的转速, 实现水泵转速的控制, 从而达到调节水压的目的。由于这次改造只针对并联水泵机组中的一台大泵, 正常运行工况为一台工频大泵、一台变频泵、一台中泵。管网总出口的压力取决于3台并联水泵各自的出口压力, 从而决定了变频泵不可能在太低的频率下运行, 否则会引起倒流或不出水的情况。另一方面, 太低的频率会导致整体压力下降, 达不到管网系统总体的扬程要求, 处于工频定速运行的水泵也易导致过流发生。根据以往的运行实践经验, 在工频泵与变频泵同时运行的情况下, 使变频泵最低的频率保持在40Hz以上, 这样既可以满足运行的需要, 同时又可对出水量进行连续的调节。

4 变频改造后运行效果

从变频器投入运行半年的效果看, 完全达到了进行水泵变频改造的目的, 其效果如下:

(1) 改善工艺。投入变频器后水泵可以非常平滑稳定地调整水压, 操作人员可以自如地调控, 10#水泵运行参数得到了改善, 提高了效率。

(2) 延长电机和水泵的使用寿命。10#水泵为离心式水泵, 改造前工频启动时间长, 启动电流大 (约6～7倍额定电流) , 对电机和水泵的机械冲击力很大, 严重影响其使用寿命。而采用变频调速后, 实现软起动, 对电机几乎不产生冲击, 大大延长机械的使用寿命, 减降低了设备的维修费用。

(3) 恒压供水。变频器采用压力闭环控制, 保证管网水压为0.36MPa (根据目前供水量, 暂定管网水压给定值为0.36MPa) 。由于变频器的调速平滑、控制精度高, 所以管网压力波动范围很小, 能充分满足码头泵站的供水工艺要求。

(4) 自动监控。变频器运行时的所有数据 (如运行频率、管网水压、变频器输入、输出侧的电压、电流、开环或闭环的运行状态等) 及运行状态在值班室内上位机的显示屏上都可直观地了解。只要掌握了计算机的最基本的操作即可完成水压或频率的给定、加减速、开停泵操作等。当管网水压偏高时, 值班人员可以适时设定变频器的运行频率, 以达到最佳的节能效果。

5 变频改造后的效益计算

根据水泵的调速节能原理得知, 当电机拖动水泵工频运行时, 出力为额定值, 转速及功耗也为额定值。当采用变频调速时, 可以按需要调节电机转速, 改变水泵的性能曲线, 使水泵的额定参数满足供水工艺要求。根据水泵的相似定律, 变速前后流量、扬程、功率与转速之间关系为:

Q1/Q2=n1/n2;

H1/H2= (n1/n2) 2 ;

P1/P2= (n1/n2) 3。

式中 Q1 、H1、P1——分别为水泵在n1转速时的流量、扬程、功率;

Q2、H2、P2——分别为水泵在n2转速时相似工况条件下的流量、扬程、功率。

从运行记录分析, 变频器大部时间运行在40Hz左右, 则P (40) /P (50) = (40/50) 3=51%, 可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。从图4中可以看出:当转速由n1降为n2时, 水泵的额定工作参数Q、H、P都降低了。但从效率曲线η-Q看, Q2点的效率值与Q1点的效率值基本是一样的。也就是说当转速降低时, 额定工作参数相应降低, 但效率不会降低, 有时甚至会提高。因此在满足操作要求的前提下, 水泵仍能在同样甚至更高的效率下工作。

节能效益计算如下:根据运行记录表, 变频泵的平均运行电流为40A, 工频运行时电流为53A, 节电率约25%, 节省功率为 △P=1.732×6× (53-40) ×0.82=110kW, 每小时可节电110kW·h。以全年运行8 000h计, 可节电8 000×110=88万kW·h, 每kW·h以0.5元计, 每年可节约44万元。

可见, 在满足供水要求的情况下, 投入一台国产高压变频器后, 码头泵站全年节约电费均可达44万元。另外, 由于高压变频器功率因数可达0.96以上, 大于电机功率因数0.82, 减少了大量无功。

6 结束语

实践证明, 广钢码头泵站水泵变频节能改造是成功的, 取得了显著的经济效益和社会效益。应用变频调速系统后, 实现了恒压供水, 减少了开停工频泵的次数, 大大减少了爆管的危险性, 减少工程维修费用和跑水的浪费, 间接节约了成本。

参考文献

[1]张选正, 顾红兵.中高压变频器应用技术.北京:电子工业出版社, 2007.

水泵机封的改造 篇7

关键词：循环水泵,机械密封,应用

一、填料式循环水泵的使用情况及存在问题

1. 概述

天安化工磷酸厂一期30万t/年湿法磷酸装置4台循环水泵采用的是单级双吸水平中开蜗壳式离心泵, 于2005年2月投入使用。4台泵原设计均采用填料密封。良好的填料密封, 是“迷宫效应”和“轴承效应”的综合作用。因轴套随轴运转, 会与填料持续摩擦而产生大量的热量, 故需外接冷却水注入水封环内让填料冷却, 冷却水压力还可以帮助填料起到更好的密封效果, 从而让循环水泵正常运行。

2. 使用情况及存在问题

循环水泵介质参数见表1。

4台循环水泵原设计的冷却方式为:在泵壳顶部开孔将泵内介质引出, 再分别注入两端填料函之中用做填料冷却水。

水泵投入使用初期, 水质及工况较好, 这种冷却方式也没出现太大问题, 但随着水质恶化 (见表1) , 介质含酸量增大, 杂质增多, 而且其本身温度已经较高, 导致填料频繁损坏泄漏, 外泄漏较大腐蚀轴承及轴承座, 轴套磨损严重。检修工作量及备件消耗量均加大, 而且泄漏带来的环境污染相当严重。为解决此问题, 磷酸厂于2007年7月进行了冷却水系统改造:增加了密封水加压泵, 单独配管至每台循环水泵的填料函, 并且引入了清洁工艺用水做填料的冷却。

改造初期情况有所好转, 但运行一段时间后再次出现频繁泄漏, 拧紧压盖螺栓、更换填料均不能解决问题。

为彻底解决循环水泵存在的问题, 我们提出将其改为机械密封型式。

二、循环水泵的机械密封改造

1. 机械密封的选型

双端机封有两对摩擦副, 结构复杂, 需外供封液系统。而单端面机封只有一对摩擦副, 结构简单, 安装及维护方便, 故选用单端面机封。选用内装式机械密封, 便于改造且密封性好。弹簧选取多弹簧式, 使用于高速运转。

为了确保密封效果, 需计算机械密封载荷系数K

式中:d1———密封环带的内径, 测量值为110mm;

d2———密封环带的外径, 测量值为145mm;

db———密封的平衡直径, 测量值为125mm。

上式K=0.61<1。K<1的机械密封为平衡型密封, 内装式密封轴上的台阶使密封端面沿径向内移时并不减少密封面的宽度。密封的开启力不变, 但由于动环有较大的面积暴露在液体中, 因此, 闭合力被平衡了相当一部分, 保证了密封效果。

从上可知, 选取的机械密封为单端内装旋转多弹簧式平衡型机械密封。

三、改造过程

经与多家机械密封制造厂商进行探讨后, 最终选定“艾志工业技术集团”生产的“AIGI专利集装式机封”, 该机械密封结构型式如图1。

1. AIGI专利集装式机封的特点

(1) 集装式结构, 使安装简单、可靠。

(2) 平衡式结构在压力骤变时会减轻密封介质压力对密封端的影响。

(3) 非热镶式的动、静环结构, 杜绝了在温度变化大以及有振动等特殊情况下, 环面发生脱落或损伤的现。

(4) 定位装置可避免人为安装产生的误差, 保证机械密封精确的端面比压与可靠性, 有效保证机械密封的长周期运行。

(5) 多个小弹簧结构, 且不与介质接触。

(6) 专利的定位以及合理的端面比压, 确保了密封的寿命与低排放要求。

2. 性能参数

最高温度可达200℃;密封圆周线速度25m/s;最高压力可达0.4MPa。

3. 材质选择

由表1可知, 泵介质含酸量较高, 且带有其它固体颗粒杂质, 因此对机械密封的材质选取 (表2) 。

4. 可行性验证

(1) 端面比压Pc。

经计算Pc=Fc/A=0.42MPa

式中:Fc———密封净闭合力;

A———密封环面积。

在允许范围0.3~0.6内, 可行。

(2) PcV值。

PcV=0.42×25=10.5<[PcV], 可行。

式中:Pc———端面比压;

V———密封端面平均线速度;

[PcV]———许用值<14.5。

5. 改造实施

我厂4台循环水泵, 运行方式为3开1备。于2012年9月先对备用泵CJ01001A实施改造。将原来的填料取出, 取消密封压盖, 将机械密封直接安装在原填料函上即可。完成改造后, 连续运行了4个月, 未发生泄漏。后对另3台循环水泵实施改造, 并于2013年3月全部改造完毕。

四、效益分析

机械密封改造前后循环水泵的运行参数见表3 (以CJ01001A为例) 。

1. 改造效果

机封改造后, 实现了零泄漏。而且, 泵的运行效率得到大幅提升, 由改造前的80.4%提升至90.5%。

2. 经济效益

(1) 通过电流对比可知, 以1台泵每年运行330天计算, 1年所降能耗为电机功率462 528k W, 电能下降约7.3%, 以每度电0.8元计算, 1年节约成本可达3.7万元。

(2) 2012年5月至9月期间, 泵检修8次, 平均每台备件费用为4.1万元。2012年9月完成机封改造后运行至2013年3月, 除了日常性维护检查, 未进行备件更换。平均每台机封改造费用为3.9万元, 5个月时间即回收投资成本, 并且产生效益2 000元。

参考文献

[1]云南省化工高级技工学校.磷酸生产工艺[M].2009.

[2]陈伟.机泵选用[M].北京:化学工业出版社, 2008.

宁海电厂凝结水泵变频改造 篇8

为了推动节能降耗工作的深入进行,浙江国华浙能发电有限公司(以下简称“宁海电厂”)一期工程4×600 MW亚临界机组,结合自身情况,以挖掘大型电机的节能潜力为突破口,在4号机组大修期间进行了凝结水泵(以下简称“凝泵”)电机的变频改造,通过改变凝泵转速来改变凝泵运行曲线,使凝泵出口压力、流量与电机能耗达到一个最佳匹配,从而大幅度降低凝泵功耗,以达到进一步降低厂用电量、降低发电成本的目的。

1 凝泵的变频改造

宁海电厂4号机组凝泵原设计为定速运行,依靠除氧器水位调节阀来调整除氧器水位,凝泵电机变频改造后,除氧器的水位调节主要依靠改变凝泵转速来进行。凝泵由定速运行变成变速运行,其运行特性改变较大,这也给凝结水系统带来很大影响,整个系统的参数分布发生了很大变化。为了最大限度地提高节能效果,需要获得准确的凝泵变速特性以及整个凝结水系统的运行特性;为了确保改造后系统安全稳定运行,需要检查新的凝结水运行方式是否能满足各凝结水用户的基本需求,并根据情况对凝结水系统相关部分作一定调整,以求在确保安全的同时系统性能达到最优[1]。

1.1 凝泵的参数

宁海发电厂4号机组凝泵电机:型号:AMA500L 4A VAH;额定功率:1 900 kW;额定电压:6 000 V;额定电流:217 A;额定转速:1 491r/min;绝缘等级:F;接线方式:Y;工作方式:S1;防护等级:IP54;功率因数:0.88;冷却方式:空-空(IC611);额定温升:75K;制造厂:ABB芬兰公司。

1.2 凝泵变频器配置方式

凝泵变频器的配置方式一般分为“一拖一”和“一拖二”两种。在“一拖一”方式下就是一台凝泵与一台变频器对应,此时两台凝泵可同时采用变频运行,便于变频切换,但设备投资较高;而“一拖二”方式下只配置1台变频器,1台凝泵变频运行,另一台凝泵必须为工频方式,不便于切换操作,但由于凝泵在变频方式下启动时间较长(设计启动至满载时间至少需要25 s),不宜作为备用泵,所以备用泵还是处于工频方式下,因此现场采用“一拖二”运行方式是比较合理的。

1.3 变频器电气接线

本次采用高压大功率变频器对4号机组凝泵进行变频改造,其电气接线图见图1。

a)QF1、QF2分别为A、B泵的高压开关;QS1、QS3为A泵旁通柜高压隔离刀闸;QS2、QS4为B泵旁通柜高压隔离刀闸;

b)QS1、QS2互锁单刀单掷刀闸;QS3、QS4互锁单刀双掷开关;

c)QS1、QS3b联锁,即QS1合上时,QS3才能投到b位置;QS2、QS4b联锁,即QS2合上时,QS4才能投到b位置。

采用以上电气接线方式有以下优点:a)变频器可以接入任1台动力回路实现变频运行,另1台工频备用;b)变频设备利用率100%,满足定期倒泵需求;c)工/变频侧隔离开关之间采用互锁关系,安全可靠。两台的变频回路之间采用电气逻辑互锁关系;d)完全电气隔离,具有明显断点;e)对变频器上口开关合、分闸控制回路与变频器实现联锁保护功能。当刀闸不在位置上的时候,变频器会启动失败,当变频器出现重故障时,紧急分断上口高压开关断开6 kV侧电源保护设备安全;f)根据运行需要可以实现工频→变频和变频→工频运行方式的切换,确保变频器故障情况下的退出,变频器恢复的平稳接入;g)凝泵所属系统具有备用泵。

1.4 凝泵的逻辑控制改造方式

变频控制策略要保证除氧器水位,控制凝泵出口压力。变频控制的对象是除氧器水位调节阀与凝泵转速,控制目标是除氧器水位和凝泵出口压力。因此本次凝泵改造,除氧器水位只通过除氧器水位调节阀自动控制,而凝泵变频器根据给水流量自动控制凝结水母管压力,采用滑压运行的模式(1.3 MPa～2.5 MPa,滑压段对应给水流量950 t/h～1 850 t/h)。

滑压运行模式可以改变以往除氧器水位通过除氧器水位调节阀和变频器双重控制的弊端,不仅水位调节更加稳定,而且凝结水压力也会更加稳定。值得注意的是,当变频泵跳闸时,备用工频泵联启,此时凝结水母管压力比变频泵运行时大大提高,而此时除氧器水位主副调节阀开度还是很大,造成凝结水流量大增,使除氧器水位调节很不稳定,同时对凝泵电机也有损伤。因此在本次改造中,增加了1个除氧器水位调节阀超驰关的逻辑,就是在上述情况发生时,除氧器水位调节阀自动快速关至当前负荷的凝泵贡品运行时对应的开度,减少扰动。

2 节能分析

2.1 节约厂用电

表1为4号机组凝泵工频与变频各工况实际运行数据。

对4号机组凝结水泵变频器改造前后进行比较,计算节能效果。改造前在不同负荷下凝结水泵损耗的功率(电压取6.2 kV,功率因数取0.87)减去改造后在相同负荷下损耗的功率(电压取6.2 kV,功率因数取0.95)计算变频器在不同工况下凝结水泵节能效果。

a)计算300 MW时凝结水泵电机节电为:

b)计算600 MW时凝结水泵电机节电为:

由以上表计算可知:a)机组带同负荷时,即凝结水流量相同时,凝泵变频运行比凝泵工频运行节省大量的电能,机组降负荷时,工频泵电流下降幅度较小,而变频泵电流下降幅度较大;b)机组带同负荷时,凝泵变频运行比凝泵工频运行泵的出口压力要低,机组降负荷时,工频泵的出口压力不降反升,变频凝泵出口压力下降幅度较大。由于调门的节流,凝泵浪费了大量的电能,通过凝泵的变频改造可以很好地解决这一问题,实现了电能的节约。

2.2 减少电机启动时的电流冲击

电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的6倍～7倍。变频器启动时基本没有冲击,电流从零开始,仅是随着转速增加而上升。因此凝泵变频运行延长了电动机和开关的使用寿命:避免了启动电流、启动转矩对电机的冲击,延长电机使用寿命。

2.3 降低检修费用

减少设备磨损改频后电机转速比较低,减轻了对水泵叶片磨损和轴承的磨损,延长了水泵的使用年限,降低了检修费用。

2.4 降低现场噪音

凝结水泵改用变频器后,降低水泵转速运行的同时,噪音大幅度地降低,当转速降低40%时,凝结水泵附近1.5 m噪音水平测试68 dB,比工频运行时的92 dB减少24 dB。同时克服了由于调整门线性度不好,调节品质差,引起管道锤击和共振,造成凝结水系统上水管道强烈震动的缺陷,凝结水泵的运行工况得到明显改善[2]。

3 结语

宁海电厂4号机组凝结水泵经过变频改造,节能效果明显,取得了良好的经济效益。采用变频调节,可使除氧器水位调节阀处于较大开度,减少阀门节流损失,且能线性调速,比控制非线性特性的调节阀更有利于提高调节系统的调节品质。机组启动时,实现了低压力上水,降低再循环流量,减少管道振动,也可降低凝结水泵电机线圈温度。在正常运行时,运行人员应加强监视、检查,根据凝结水系统的运行情况及时调整以保证安全、经济运行。

参考文献

[1]李青.高压变频器在电厂凝结水泵上的应用[G].//京津冀晋蒙鲁电机工程(电力)学会第十八届学术会议论文集.天津:北京电机工程学会,2008.

低加疏水泵调节控制改造 篇9

火力发电厂汽轮机辅机系统中低加疏水泵的作用是从低压加热器吸取冷凝水,并把水输送至除氧器,从而提高加热效率达到提高机组经济性的目的。大唐桂冠合山发电公司2×330MW机组的低加疏水泵采用阀门节流调节方式来维持低加疏水箱设定的水位,调节阀开度在30%~70%范围。疏水泵电动机型号Y315L1-2,容量160k W,电压380V,电流292.1A,转速2980 r/min。低加疏水泵型号150NW-115×2,流量121.5m3/h,扬程226 m。低加疏水泵电机加装变频器前系统参数如表1所示。

从表1中得知,疏水泵工作流量远低于额定流量,工作压力高于额定压力,节流调节方式浪费电能,既不经济又不合理。机组调峰运行时的流量、压力、液位等参数随着机组工况变化而变化,汽轮机低加疏水泵的疏水量也随着机组负荷的变化而变化,负荷越低节流损失越大。由于电机的转速较高,低加疏水泵及电机运行中发生故障比较多。国内外经验表明,对流量或压力变化较大的水泵,采用变速调节,理论上泵流量与转速一次方成正比,压力与转速二次方成正比,轴功率与转速三次方成正比,因此采取调速方式是避免节流损失,节约电能的最好方法。

2 技术方案

疏水泵电机加装变频器后即利用跟踪水位的原理代替调节门调节水位方式。具体控制方案如下:

(1)正常时疏水泵调节阀门开至100%,通过变频器控制疏水泵转速以维持水位。当变频器出现故障通过切换隔离开关,切换至工频方式运行,用阀门开度控制水位。变频器启停由DCS远程控制380V PC段的开关分合闸实现。变频器控制方式:正常运行时低加疏水箱的水位信号自动跟踪控制,变频器通过PID运算后控制疏水泵转速以维持水箱的水位,手动控制时用操作器直接通过变频器控制疏水泵电机转速维持水位。

(2)选择ABB的ACS800-04-0260-3+P901变频器。该变频器具有起动向导功能、自适应性编程、DTC技术、通用的接口技术以及基于选型、调试和维护的通用软件工具。ACS800的核心技术是直接转矩控制(DTC),其稳定性能使传动产品在HVAC系统中发挥最大的功效。A C S8 0 0可以通过设置参数来选择不同的操作方式和各种功能,变频器内置PID宏,可以通过压力传感器的反馈信号构成压力闭环控制。

(3)控制原理图如图1所示。

(4)在变频器前加装ABB XLP2 400A三相保险,在电机电源进线处装设HS11-630/39刀型转换开关,用于变频与工频相互切换,并在该开关处装设XCH位置开关指示电机工频接入信号。

(5)正常运行时另一台处于备用状态,但开关不合上(变频器自检时间5s)。

(6)在DCS上实现A泵与B泵互锁及联启。当A泵变频故障时自动合上B泵开关并起动变频器。

3 设备安装

选择设备安装地点:为了避免变频器干扰热控DCS系统远程R06柜,变频器不装在主厂房380/220V汽机P C段,而装在现场的B凝结泵进水管(进口电动门前)北面水泥柱两侧。

变频器柜基础架用8号镀锌槽钢按850mm×800mm×300mm制作。电缆敷设完后用砖封基础架并用水泥沙浆抹平再贴瓷砖。同时用砖砌操作平台,高度与基础架平齐。

变频器柜就位:用汽机房吊车把柜子吊至-3m层,然后用滚筒滚至基础架处再用手拉葫芦把柜子吊起就位。

增设电机至变频柜的电缆托架。敷设开关至变频柜三相电源进线端的ZRC-VV22-3×150动力电缆。

为避免开关至电机电缆中间有接头,将原电缆2(ZRC-VV22-3×120)在开关下侧拆开后拉出并接至变频柜的三相电源出线端。

做电缆头并按图接线,通电试验前在电机接线盒处拆开2条电缆头检验电缆接线是否正确。

4 修改热控逻辑

变频器的起动:通过DCS操作器控制PC电源柜开关合闸(点“工频”按钮),对变频器送电;在远方控制方式时,通过DCS操作器(点“变频”按钮)来控制变频器起动、停止。

变频器的控制方式:低加疏水泵变频起动后,变频器为手动控制;用D C S操作器控制疏水泵转速以调整低加疏水箱水位;待水位稳定后,通过操作器设置低加疏水箱水位设定值,然后通过D C S操作器投自动,此时,变频器通过自带的PID控制器运算后自动控制疏水泵转速以维持低加疏水箱水位;疏水泵出口调节阀在变频器自动调节时调至全开位置。

A泵与B泵的联锁逻辑:投联锁开关时,运行泵电源开关跳闸或者发变频器故障信号,备用泵电源开关自动合上,延时10s起动备用泵变频器。

5 空载试运方案

起动前的准备工作:变频柜安装及接线工作已全部完成,热控在DCS上修改操作界面已完成;检查电机及相关电缆绝缘合格;检查疏水泵电机与机械的对轮连接已分离;把疏水泵电机变频柜内的刀型转换开关合在变频输出位置;变频柜上的SA选择开关旋钮选择“就地”;把低加疏水泵B开关摇至工作位置,在主控D C S合上三相工作电源;检查变频柜面上的变频器控制盘有显示。

变频器传动试验:输入电机保护参数;电机励磁辨识;输入变频器控制参数;就地起停变频器,检查电机转向是否正确;检查变频器柜与DCS系统各信号是否正确。

远方DCS上操作变频器:把变频柜上的SA选择开关旋钮选择“程控”;进入DCS程控方式,起停变频器是否正确;D C S系统进入手动调速操作,调节变频器从0~2 980r/min观察电机转速的变化;DCS系统进入自动调速操作,调节水位输出,观察变频器输出的转速及电机转速的变化;检查转速信号进入DCS系统是否正确;试运10min后,断开低加疏水泵B开关。

工频试验:把低加疏水泵开关摇至分离位置,拉下其操作电源;把疏水泵电机变频柜内的刀型转换开关合在工频输出位置;把低加疏水泵开关摇至工作位置;在主控DCS合上低加疏水泵开关,即起动疏水泵电机;检查电机转向正确;试运30min后,测量变频柜内的刀型转换开关是否发热;断开低加疏水泵开关停下电机;试运结束。

6 联锁试验

(1)正常运行时另一台处于备用状态,但开关不合上(变频器自检时间5s)。

(2)A泵与B泵互锁及联启:当A泵变频故障时自动合上B泵开关并起动变频器。

(3)手动模拟故障:手动按下K3,发模拟故障信号,跳本台开关,同时起动另一台备用泵。

(4)为避免故障时或倒泵时水箱满水,加速度时间设20s,最低转速设1200r/mim。

7 改造效果

凝结水泵变频运行节能改造实践 篇10

关键词：凝泵,变频,节能效果,密封水

引言

国电丰城发电有限公司4×300 MW机组各配备2台100%容量的凝结水泵。型号9LDTN-7, 额定流量1000m3/h, 扬程240m, 转速1480r/min, 配用100kW的异步电动机, 阀门调节除氧器水位。2007年4～8月, 该公司为每台机组增设了1台HARSVER-A06/130高压变频器, 实现0～50 Hz无级调速。功耗随机组负荷变化而变化, 从而提高设备利用率, 达到最佳经济运行模式的目的。变频器同时加装工频旁路装置, 变频器异常时, 变频器停止运行, 电机可以直接手动切换到工频运行状态下运行。2台凝结水泵是1备1用, 当变频泵跳闸时, 联启工频备用泵, 不会影响凝结水系统正常工作。凝泵变频改造节能效果明显, 改造前其功率因数基本维持在0.84～0.85, 改造后功率因数维持在0.95～0.96, 电流大幅下降, 在同等凝结水流量的情况下, 凝泵工作功率明显下降, 负荷率越低, 变频改造后的节能效益越明显。

1 凝泵变频运行现状

凝结水泵的主要作用是为除氧器提供水源, 保证除氧器的水位正常。凝结水系统上水流程如图1所示。

变频控制策略要保证除氧器水位, 保证凝泵出口压力。变频控制的对象是除氧器水位调节阀与凝泵转速, 控制目标是除氧器水位和凝泵出口压力。在保证满足凝泵出口最小压力要求与除氧器上水量的前提下, 除氧器水位调节阀全开所对应的负荷点, 称为平衡点。负荷在平衡点以上时, 可以单纯依靠增加凝泵转速来增加凝结水流量, 以满足机组运行需要。负荷在平衡点以下时, 凝结水流量调节须结合除氧器水位调节阀的开度进行。

对于变速运行的凝泵, 在除氧器水位调节阀没有全开时, 降低凝泵转速、增加除氧器水位调节阀开度, 是提高节能效果的有效途径。表1所示为1#机组技改前凝泵变频运行数据。

目前, 在火电企业中, 特别是机组容量偏小的企业, 市场竞争能力较弱。要提高企业的社会生存能力, 必须从内部挖潜增效, 充分发挥设备技改项目节能效果, 降低企业成本。考虑从现有设备着手, 通过小投入、大产出来提升企业竞争能力。由表1可以看出, 凝泵变频在机组最低技术出力140～250MW的范围内, 除氧器上水调门开度未全开, 存在节流损失, 凝泵变频的节能潜力仍存在提升的空间。

因此, 要进一步提高凝泵变频改造节能效果, 就需要降低平衡点, 也就是降低凝泵出口压力最低允许值, 使除氧器水位调节阀在更低的负荷下达到全开状态。

2 给水泵密封水技改分析

对于凝结水系统来说, 降低平衡点主要受给水泵密封水压力要求的限制。为了确保给水泵密封水压力, 规定在机组负荷150MW以下, 保持凝结水压力在0.79MPa时, 给水泵密封水作用是为给水泵机械密封提供密封水, 防止给水从给水泵轴端外漏, 其密封水结构原理如图2所示。

由图2可知, 只要保证密封水压力大于卸荷水压力即可保证给水不外漏, 其设计要求运行时密封水与给水泵卸荷水压差大于0.035MPa。当差压低于0.015MPa时报警, 同时与密封水回水温度高于95℃联锁跳闸给水泵。卸荷水压力不是一个固定值, 它为除氧器压力加上除氧器标高的静压, 因此凝结水压力也是随着卸荷压力变化而变化的, 如表1所示的各负荷状况下的凝结水压力, 均能够满足给水泵密封的要求, 而且是经过长期运行实践证明可以满足运行需求的。但是如果要将机组负荷250MW以下的凝结水压力进一步降低, 保持除氧器上水调阀全开, 减少节流损失, 从而进一步拓展凝泵变频的节能效益。必须想办法确定满足除氧器上水要求的凝结水压力, 以及保证给水泵密封水要求。

2.1 最低凝结水压力确定

凝结水最低压力就是在除氧器上水调节门全开, 保证运行除氧器水位正常时的压力, 它由三部分组成, 即:除氧器压力、对应凝结水流量时沿程阻力、克服除氧器的静压。除氧器的静压是一个定值, 除氧器与凝结水泵的位置差27m, 约0.27MPa, 其余二个是变量, 随着机组负荷的变化而变化。除氧器压力在不同负荷下基本可知 (见表1) , 沿程阻力损失需要运行中试验而定, 因此凝结水压力具体的值需试验确定。

2.2 给水泵密封水压力确定

给水泵密封水压力与给水泵卸荷水压力有关。如图2所示。给水泵卸荷水要回到给水泵入口管大约20m的位置, 首先它必须克服除氧器压力和位置差的静压, 以140MW为例, 至少需要0.55MPa的压力。给水泵密封水压力必须大于卸荷水压力0.035MPa以上, 再加上密封水管径

90CM, 沿程阻力较大, 要确保能够起到密封卸荷水的作用, 保证给水泵正常运行, 要在最低凝结水压力的基础上提升0.2MPa的压力。

2.3 技改方案的确定

为了保证给水泵密封水压力必须大于卸荷水压力0.035MPa以上, 在密封水管路上增加一管道泵 (见图2) , 其型号ISGB40-32B, 扬程24m, 转速2900r/min, 功率3.5kW。为了确保给水泵运行安全, 增加一热工联锁逻辑, 当给水泵密封水与卸荷水差压低于0.06MPa时联锁启动管道泵。

由于除氧器上水调门存在管道收缩, 即使调门全开的状态下, 仍存在较大的节流损失。为了进一步提高凝泵变频的节能效率, 考虑在凝泵变频运行时将调节门旁路电动开启, 调节门关闭投入自动备用。此方式存在凝泵变频跳闸, 备用工频凝泵联启除氧器水位控制问题。必须对原有的操作及控制逻辑进行修改, 从而实现以下主要功能:

1) 凝结泵变频运行, 工频备用;

2) 变频运行方式下, 除氧器水位自动转速调节, 旁路电动开启, 调节门关闭投入自动备用;

3) 工频运行方式下, 除氧器水位自动阀门调节, 旁路电动门关闭;

4) 变频事故跳闸情况下, 旁路电动联锁关闭, 工频备用泵联启, 除氧器水位自动切阀门调节;

5) 凝结水母管压力保护, 自动变工况切投。

技改方案确认后, 该公司在2012年机组停机备用及检修时, 对4台机组实行给水泵密封水系统增设升压泵的改造。经过1a的运行表明, 该技改能够满足了现场各种正常及非正常工况的需求。

3 技改经济性分析

技改结束后, 在该公司1#机组各个负荷阶段进行了最低凝结水压力试验, 变频自动水位调节稳定。在机组负荷稳定, 除氧器水位波动范围小于±25mm, 机组由250MW降至140MW, 再升至300MW负荷时, 除氧器水位最大波动小于±50mm, 给水泵密封水压力正常, 未出现密封水与卸荷水差压低报警, 密封水回水温度正常, 该技改完全符合系统运行要求。

从试运行的情况看, 该改造能够取得较好的节能效果, 充分挖掘了凝泵变频节能潜力程度, 各负荷阶段凝泵运行电流普遍下降3～6A, 机组负荷赿低, 凝泵电流下降赿多。1#机组技改后凝结泵变频运行数据如表2所示。

该公司机组为江西电网主力调峰机组, 全年负荷率较低, 为65%左右, 年平均负荷220MW左右, 每天200MW负荷以下运行比例占30%, 因此该技改对凝泵变频的深度节能挖掘非常有效。保守估计, 按平均每小时降低4A电流, 每天8h计算, 每天可节电300kWh, 而升压泵功率小, 每小时3.5kWh。按上网电价0.495元/kWh计算, 节约150元, 每月节约4500元。

该技改方案对机组启动、停止过程中凝泵的节电效果更加明显。机组启动时在汽机旁路关闭后, 不需要低旁减温水即可将凝结水压力降低。整个过程大约10h;正常停机过程大约4h, 滑参数停机时间达7h。该公司2012年机组启动、停止各23次, 按平均每小时降低8A电流计算, 全年可节电2.4万kWh, 大约1.2万元。

4 结语