给水泵勺管水位控制改造节能分析

步宇航

摘 要：本文通过对255MW燃气—蒸汽联合循环供热机组261t/h锅炉给水泵运行情况分析，提出对给水泵勺管控制方式进行节电改造的措施。

关键词：给水泵；液力偶合器；改造；节能

中图分类号：TM921 文献标识码：A

1.设备概况

北京京能未来燃燃气热电有限公司燃气—蒸汽联合循环供热机组采用255MW/E级燃机“一拖一”多轴布置，包括1台型号为SGT5-2000E燃气轮机、1台型号为QF-180-2燃气轮发电机、1台卧式无补燃双压余热锅炉、1台型号为LZC（B）81-7.80/0.65/0.3型81MW联合循环双压抽凝（背压）式汽轮机蒸汽轮发电机组、1台型号为QF-100-2蒸汽轮发电机。其中燃气轮机由上海电气/西门子股份有限公司生产，蒸汽轮发电机组由上海电气股份有限公司生产，余热锅炉由无锡华光锅炉股份有限公司生产。机组配两台全容量电动给水泵，一用一备。给水泵选用的是Torishima Pump Mfg. Co.，Ltd.厂生产的MHG4/8多级节段式离心泵，配有487 SVTL 22.2型液力偶合器。给水泵的主要技术参数：转速2890r/min、流量261t/h、压力10.51MPa；液力偶合器技术参数：电机转速2980r/min，输出转速2884r/min，调速范围25%～100%，额定滑差≤3.2%。

487 SVTL 22.2型液力偶合器主要由增速齿轮和偶合器构成。偶合器主要由泵轮、涡轮和涡轮套组成，泵轮通过增速齿轮与主电机相联，涡轮通过轴与给水泵相联。其工作原理是：电机通过齿型联轴器驱动大齿轮，带动小齿轮和泵轮旋转，当泵轮和涡轮中充有液体时，由于泵轮叶片的作用，使工作液体随着旋转，并由泵轮内侧流向外缘，形成高速高压油流，冲向涡轮流道中，液体由涡轮外缘流向内侧，液体能量减少，当减少能量的工作液体回到泵轮时，又重新增加能量，如此循环往复，工作液体在泵轮和涡轮之间传递能量。泵轮和涡轮之间有一个滑差，如果改变泵轮和涡轮中工作液体的充油程度，就可以平稳地改变涡轮的转速，只要适当调节能够控制工作腔中油量多少的勺管位置，就可以达到调速目的。

2.改造背景

锅炉电动给水泵是燃气电厂辅机中耗电量最大的设备，因此备受电厂关注。未来燃气热电机组自2014年7月份投产以来，给水泵运行一直采用压差控制勺管开度，高压汽包上水调门控制给水流量，总体情况尚好，但给水泵电耗偏高。汽包水位不变的情况下，表1～表3为2016年给水泵在不同负荷下耗电量及相关统计表。

②由于机组负荷通常只在60%～85%运行，并且担负电网调峰作用，此时给水泵勺管开度在50%～70%，高包上水调门不是全开状态，增加阀门冲刷损失和设备的疲劳损失，对机组安全运行构成威胁。

3.技改方案研究

为了解决上述问题，通过改变给水泵勺管的控制方式，同时解决了阀门的节流损失，提高了机组的可靠性。

4.技改方案实施表

首先为减少管道的节流损失，就需要退出调门自动模式，汽包上水调门全开。其次勺管模式控制由原来的压差控制模式改为水位控制模式，即水位变化调节勺管开度来维持水位的稳定。表4～表6为改变运行工况下运行参数。

由表4～表6可以看出给水泵勺管水位控制改造前后在给水泵电机电流及勺管开度存在明显差异，通过同一负荷下耗电量进行比较发现，给水泵耗电率明显下降。在150MW负荷下给水泵液力偶合器勺管开度降到了1.23%，在180MW负荷下给水泵液力偶合器勺管开度降到了1.20%，在200MW负荷下给水泵液力偶合器勺管开度增加到了0.04%给水泵运行电流显著下降，在150MW工况下，给水泵运行电流比改造之前下降0.9A，在180MW工况下，给水泵运行电流比改造之前下降0.6A，在200MW工况下，給水泵运行电流比改造之前增加了0.6A。在150MW负荷下给水泵四小时耗电量下降了36kWh，在180MW负荷下给水泵四小时耗电量持平，在200MW负荷下给水泵四小时耗电量上升了48kWh。

统计发现在200MW以下给水泵耗电率在降低，但是随着机组负荷的升高，给水泵电机耗电率在逐渐升高。在机组负荷180MW以下，即70%负荷以下效果显著，以机组负荷150MW为例，每小时减少电耗9kWh，一天节约216kWh，一年77760kWh。

结论

北京京能未来燃气热电有限公司260t/h锅炉给水泵，通过对勺管控制方式的改造，使给水泵电耗在180MW以下改造效益显著，达到了预期目的。但是随着机组负荷升高，给水泵耗电率降低，效果并不明显。

参考文献

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