电厂循环水泵节能组合措施

电厂循环水泵节能组合措施

章红光

（陡河发电厂河北省唐山市063028）

摘要：近年来随着经济的快速增长，国家及社会在发展进程中对电力的需求也在不断提升。循环水泵是电厂中重要的辅助设备之一，对于电厂的电量生产具有重要作用。但是在电厂循环水泵的运行过程会受到多种因素的影响从而使其能耗增多。而且据相关研究表明当下国内多数电厂中的循环水泵都是高能耗运行的，但是其功效却并未得到全部发挥。随着电力市场竞争的不断加剧，电厂要提高在市场中的竞争力就必须从其自身的能耗入手，而循环水泵的节能降耗就是其降耗工作中必不可少的一部分。本文就是在此背景下对电厂循环水泵在实际运营过程中使用的各种节能措施进行了探讨，并对其节能效果进行了对比分析。

关键词：电厂；循环水泵；节能降耗；措施

循环水泵是火电厂中重要的辅助设备之一。其主要功用是为火电厂的汽轮机组提供冷却水以降低汽轮机等设备的运行温度，并满足机组的运行需求。其工艺流程主要如下图1所示。

在循环水泵的持续工作下，电厂的凝汽器可始终维持真空状态，并确保机组运行系统始终处于冷却范围内。据相关调查表明，目前国内多数电厂中的循环水泵在流量调节方式上都比较单一，而且其运行效率也并未得到全部发挥。再加上循环水泵一直是火电厂设备中需消耗能源的主要设备，对其采取节能举措对于电厂的节能降耗与经济效益的提升具有十分重要的现实意义。本文就对目前在使用的一些节能措施进行了相应探讨。

1改变性能曲线

经研究发现，造成水泵运行过程中能源浪费的最主要原因就是其在实际使用过程中的运行工况与最初的设计之间存在较大差别，如工况点的设计就与原有的设计发生了较大的偏远，从而使水泵的效率被大大降低，并最终导致能耗被大部分浪费。而且对于循环水泵而言，因为季节的变换会使得机组内循环水的温度也发生变化，从而导致机组用水量也有所不同，这样就会使得能耗浪费的现象更加明显。因此为适应不同的工况，就必须从改变循环水泵的性能曲线入手。而为达到这种目的，电厂中多通过使用改变转速、切割或更新叶轮等三种方法来实现。

1.1改变转速

通常情况下改变转速的方法主要有变极、变频以及串级调速三种方法。变极调速法因简单高效、成本投入小以及稳定性良好等优点，其应用一直比较广泛。以某一机三泵的机组为例，在过去当需要对其水量进行调节时，只能通过改变水泵的使用数量，但这种方法的弊端就是不仅加剧了能耗的浪费，还使水泵更加偏离了高效区。但是如若此时将电机进行变极调换，使用双速电机，就会使机组具备更多的组合工作方式。而且这种方式的投入成本也较少，还能快速见到成效，因此在日常使用中应用较为广泛。但是这种方法也有一定的限制，不能根据实际应用情况进行平滑调动。此外还有变频调速法，这种方法近年来正逐渐越过变极调速法被广泛应用于循环水泵的调速使用中，因为这种方法不仅使用效率高，在使用过程中的损耗也较少，并且还能进行大范围的调动。对于循环水泵而言，其需要通过机组中水温的变化不断改变水泵的转速来对其中的水量进行调节，并最终实现节能降耗的目标，使机组的经济效益实现最大化。最后就是串级调速，这种方法的调速装置比电机容量要小，并且还能达到更好的节能效果，因此当将其应用于中等压力的机组中时就可以更加节能。

1.2切割叶轮

当循环水泵在实际使用过程中出现工况偏高的现象时，还可以通过对叶轮的半径采取相应措施以改变水泵的工况点。通常情况下，电厂的工作人员需要根据循环水泵的实际工作情况来确定如何对叶轮进行切割，有的电厂就通过切割叶轮达到了提高循环水泵工作效率的目的。而由于循环水泵多数虽然都具有大流量，其扬程却始终较低，因此火电厂所使用的水泵大部分都是轴流或混流式。但是实践研究发现切割叶轮这种节能措施只适用于离心型水泵，因此这种改造方法并不常用。

1.3更换叶轮

这种方法就是在原来泵体和电机以及其他部件都不变的情况下，对叶轮进行重新更换，使其更加高效。通常这种改造适用于泵体内流量及扬程都比较低的情况，有时其汽蚀性不足时也会使用这种改造方法。据某火电厂实践发现，当更换叶轮后其循环水泵的外特性曲线就出现显著的变化，即在扬程相同的情况下，水泵内的流量显著增多，而且汽蚀性也会得到改善，以此达到实现节约能耗的目的。同时在叶轮被更换后，循环水泵的运行效率也会被提高至少6个百分点，具有极其明显的经济效益。这里需要注意的是，在更换叶轮时的关键环节是所设计出的新的叶轮应与原有的水泵之间要相互匹配，此时就需借助相应技术提前对更换叶轮后的水泵的性能进行预测以确保改造后的效果。

2经济调度

通过对汽轮机进行研究，发现在其运行时凝汽器内的压力主要由蒸汽的负荷以及机组中的冷却水来决定，如冷却水的温度及流量都能对凝汽器压产生影响。但是冷却水的温度通常情况下是与外界的自然环境有关的，因此当蒸汽负荷稳定时只需要对冷却水量进行调节就可以改变凝汽器内的压力。但是一般情况下这个过程会加大运行中的能耗，因此此时就应充分考虑汽轮机的最佳经济状态。而经济调度的核心就是在这种最佳经济状态的指导下不断对循环水泵进行调节。

2.1一般优化运行调度

这种调度方法在使用时要更多考虑到外部的条件，如季节变化与机组当时的负荷，并在综合考虑到各种因素后选择适宜的泵体组合方式，或者通过使用变频调速的方法以达到循环水泵的优化运行。据相关文献研究发现，在将这种组合方式应用于实际生产过程中后不仅降低了火电厂的成本投入，还有效缩短了回收期。经实践使用后，这种组合方式取得了极其明显的效果，但其缺陷是不能进行智能调度。

2.2智能运行调度

这种调度方式的优点就是可以根据水温或实际的负荷情况对循环水泵进行自动组合调节，或者变频调速。其过程通常是在系统内通过采集机组内外部的相关信号后，经过处理可向变频器发出相应的指令以指示水泵进行自我调节，并保障水泵内循环水的流量，以及确保汽轮机的真空度始终处于有利水平，在这种综合的调度组合下确保机组的经济运行。在使用这种调度方式时，有些火电厂也会使用PLC装置，以实现机组启停和切换过程中的平稳运行，并取得了较好的节电效果。

通过这种智能化的调度方式可以有效改变原有循环系统中能耗过大并且自动化程度不足的现状，并且在这种调度方式在运行时还无需专人对水泵的运行情况进行监督，目前这种智能的运行调度已经成为火电厂循环水泵改造的主要方式。

3减少泵内损失

在循环水泵内会产生各种损失，如机械、容积以及水力损失等。因此采取相应措施减少泵内的各种损失也可在一定程度上减少水泵的能源损耗。具体方法如下：在减少机械损失时可通过保养轴承以及改进轴封或改进改板结构等方式进行；而水力损失的减少则主要通过减少沿程阻力或局部阻力来实现，如使用耐腐蚀涂层，这种方式常被配合应用于叶轮更换时。这些措施一般情况下组合使用可达到更好的减损效果，而且还能减少资金投入，在短期内就能见到效果。但是其也具有一定的缺点，如收益有限等。

结束语

综上就是对电厂循环水泵节能措施的相关概述，一般情况下这些措施都需要互相搭配组合使用才能取得更好的效果。但具体使用何种组合方式还要根据实际的应用需求来进行具体分析。当前电厂的节能改造已经成为国家及社会共同关注的重点问题，尤其是在能源问题日益严峻的今天，火电厂只有在节能改造上实现更多突破才能从根本上提升其市场竞争力，并最终获得更多的经济收益。

参考文献：

[1]许晨，刘振杰.某发电厂循环水泵节能改造分析[J].河北电力技术，2016，35（5）：52-54.

[2]张银军.火电厂600MW汽轮机组的节能改造措施探究[J].现代制造，2017（6）：39-39.

[3]陈义中.火力发电厂循环水泵电机变极调速节能改造[J].电机技术，2016（4）：42-42.