森兰SBH高压变频器在新疆某电厂350MW机组锅炉给水泵上的应用

一、前言

近10年来，高压变频调速技术的大量推广对电力行业的节能降耗做出了巨大的贡献，国内火力发电厂在工作辅机节能改造方面已进入普及阶段，大部分的火电企业都开始转变思路，敢于尝试，在生产自耗电的降低方面取得了突破性的进展，辅机耗电量在使用高压变频调速技术后得到了进一步的遏制，大部分应用成熟的负载例如引送风机、循环水泵、凝结水泵等均已改造完成，那么如何更深入挖掘锅炉辅机节能潜力成为了电力企业关注的焦点，在这种情况下，作为耗电大户，给水泵的变频节能改造成为了思考的方向！改造的诱惑：

①给水泵功率大，能耗高。

②节能潜力大。现有改造经验来讲，对于负荷不满的机组，通常节电率在20%左右（跟发电负荷有直接联系）。

虽然足够诱惑，但多数企业慎而又慎，迟迟不敢有所为，主要原因为：

①负载太重要，没有案例，或者没有经验的指导，没有用户敢于下决心去改造，去尝试，因为一旦改造出现问题，造成的影响会非常大，这个是主要原因。

②改造不仅涉及变频器，还涉及机械方面的改造，变频厂家不懂，机械方面厂家也不会去考虑。加之机械方面液力耦合器的改造和前置泵的改造工作难度较大，改造方案确定难度大，造成更没人去动给水泵。

但数据显示，世界发达国家早已把锅炉给水泵系统作为推广变频调速节能改造的重点项目之一，国内也有企业敢于尝试，这其中森兰有幸成为用户高度认可的变频系统提供商。本文就针对森兰在新疆某电厂的大功率锅炉给水泵节能改造项目作为案例为给水泵负载的改造提出新的思路。

二、项目概况

新疆某电厂投运有5*350MW大型燃煤发电机组，该电厂10台高压大功率电动给水泵改造成为了森兰给水泵改造的标志性项目，该电厂一期建成5个机组，先期先尝试对5#机锅炉给水泵进行了改造，改造后，其高额的收益、稳定的性能让用户下定决心一次性对一起剩余4个机组给水泵全部进行了改造，项目总计10台大功率锅炉给水泵。

机组配置如下：单台机组锅炉给水系统配备3台50%锅炉给水泵，采用2用1备运行方式。给水泵系统采用液力偶合器作为调速方式，其中给水泵采用郑州电力机械厂的300TSBII-JB型，液力偶合器为德国VOITH公司的R16K400M。前置泵为郑州电力机械厂生产的YnKn350/250J型水泵。系统整体示意图如下：

系统由前置泵、电动机、液力偶合器（包含工作油路、润滑油路部分）、给水泵组成，系统根据机组负荷变化，通过液力偶合器调节给水泵供水量的大小，以满足锅炉生产系统供水量的需要。

可以看出，如需进行变频调速节能改造，就需要考虑前置泵调速后运行方式问题，变频调速后液偶是否改造问题，改造后DCS控制方面的问题。

三、系统改造方案

面对复杂的系统，高难度的改造，森兰进行了近一个月的现场调研，结合多年丰富的电厂应用经验,与用户进行了多次的现场交流与技术沟通,最终确认了一套最切合现场实际的改造解决方案，同时全程提供技术支持，指导用户现场完成整个系统变频改造，改造方案为：单个机组将两台运行泵改为变频驱动，剩余一台备用泵不做改动，仍采用液偶调速。改造机械部分包括液力偶合器、前置泵的改造，电气部分包含电机侧以及DCS控制系统改造等内容，改造内容较多，需要注意可考虑的细节也非常多，方案简介如下：

3.1变频器改造方案

项目采用一拖一限流方案：

此方案为一拖一的典型方案，QS1、QS2为隔离开关。隔离柜作用：方便检修时有明显的断点，确保人身和设备的安全。

3.2机械改造方案

3.21.前置泵改造：根据现场数据采集统计，并仔细研究分析现场采集到的给水系统运行数据，最终确定前置泵无需进行改造的方案，打破原有“改变频必改前置泵”的武断策略，最终通过实践证明，该电厂前置泵未改动的情况下，变频驱动依旧就能够满足变频改造后现有各个工况情况下的运行需要，不会出现汽蚀现象。为用户节约了一大部分的成本投入并最大可能的不对原有成熟设计进行变更，减少改造风险。

3.2.2针对液偶调速的弊端，将液偶调速功能取消，改为增速箱连接，系统节电率得到最大化的保证。改造包括液偶本体的改造以及润滑油路的改造，最终在确保电机、给水泵的稳定运行的前提下，最大化的挖掘节能潜力。

3.3 控制系统改造方案

结合原有控制特点，变频器控制系统采用专用控制器，同时针对锅炉各项调节状态分析可能存在的风险，与原系统完美对接，使用逻辑策略来规避各项可能出现的突发状况，最终将系统风险控制到最低，现场经过多项试验最终保证了整个系统的稳定可靠。

四、改造效果

1、经过1个月的现场施工，项目正式投入运行，投入之初即收到了预期的节能效果，节电率高达20%以上，降低了1个百分点的厂用电率。受到了用户的一致好评。

2、对现场的控制以及可靠性方面做了大量的试验，最终证明改造后系统仍可保持原有的备用方式并不影响给水系统的可靠性，并未引发可能存在的改造风险，项目实施圆满结束。

改造现场:

五、总结

大功率锅炉给水泵的突破性改造，标志着大型火力发电机组变频节能改造新的高度，其显著的节能效果，稳定可靠的产品性能，完美的解决方案，是改造成功实施的原动力，为国内电力企业节能降耗提供了新的思路，项目在新疆地区起到了标杆作用，森兰也再次证实了作为国产变频领军企业的雄厚技术实力。