水泵是发电厂中耗能最多的设备,在火力发电厂中,水泵耗电量约占厂用电量的 40%,而对于凝结水泵,其安装功率较大,运行时间较长,耗电量更占厂用电的6%左右,因此对其进行节能优化改进势在必行。从节能角度入手,目前在火力发电厂中,
广一集团察觉到水泵包括凝结水泵主要存在以下几方面的问题。
一、工况变化频繁,节流损失大
对于目前采用定速泵的大中型火电机组,普遍采取单元制控制系统,当负荷变化较大时,通过改变泵的运行台数并配合阀门调节来满足;若负荷变化较小时,则改变阀门的开度进行节流调节。当负荷较高1台泵不能满足要求时,开启两台水泵,但此时压力和流量都大大超过要求,那么只能对调整门的开度进行调节,从而导致很大的节流损失。而在负荷较低时,节流损失也会很大。据有关部门测试,1台40kW的离心式水泵,当运行在额定流量的70%时,由于节流而造成的功率损失高达15kW左右,相当于损失电机输入功率的30%~40%。
二、设计容量偏大,运行效率降低
由于现在的设计思想比较保守,过分强调安全性,对节能方面的考虑较少,因此发电厂内水泵是按照锅炉、汽机最大负荷进行选配的,且还需要留有一定的富裕量,这就使得泵的设计容量偏大。如锅炉给水泵的容量应能满足锅炉额定给水量的1.1倍,而锅炉的容量又必须大于汽轮机的出力,汽轮机则必须大于发电机的出力,如此叠加,使电厂的水泵设计出力比实际运行需要大20%~30%左右。
广一水泵厂觉得有的还要考虑系统阻力变化、设备磨损、漏隙、流量、压力等对富裕量的影响,从而导致有的电厂水泵出力比实际需要大30%以上,使运行效率大大降低。经过我厂实际测量,凝结泵在满负荷时约25米扬程即可满足要求,但实际扬程约为320米,比系统需要的扬程高出50米以上,明显偏高,这部分能量在系统中损耗掉。
三、额定转速运行,电能消耗大
目前在电力行业,作为电厂自用机械的高压大功率交流电动机的使用量越来越大,而占电动机用电量 80%以上的大型电动机一般都是高压电动机。为了满足电力系统调峰的需要,发电厂的负荷一般处于变动状态,特别是某些承担调峰运行的发电机组,其负荷变化的幅度较大,有的可从100%负荷降到60%,这就造成了在运行中普遍存在着负荷不饱满,厂用电率相当高的问题。要与变动的负荷相适应,就必须调整与其配套的动力装置,满足主机需要。而目前电厂中的水泵等大多数都是在额定转速下运行,其负荷不变调节,一般都通过对风门、阀门的开度进行调节来达到控制流量和压力的目的,但这种调节方式,如前所述又会造成较大的节流损失。所以如果不对其采取调速措施,势必造成电能的极大浪费。
四、高效区窄,不在经济运行区运行
1987年以后,我国电力工业每年新增发电设备总容量10000MW以上,其中以200MW、300MW、600MW 等大型汽轮发电机组为主,其辅机都是选用国内最先进的产品,效率一般都在80%以上,比老产品高出10多个百分点。这些设备如果能够在经济区运行,效率是很高的,但因水泵效率曲线的高效区较窄,加上富裕量大,使其不能在设计的额定工况下运行,如遇调峰、负荷变化,则更使其远离高效运行区,效率下降很多。