孫卓林
（中國(guó)石化集團(tuán)南京化工廠，江蘇 南京 210038）

　　摘要：文中對(duì)鍋爐給水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理進(jìn)行分析，聯(lián)系變頻技術(shù)在熱電廠鍋爐給水系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益分析，說明了變頻技術(shù)在提高系統(tǒng)安全性穩(wěn)定性的同時(shí)，也大大降低了能耗。
　　關(guān)鍵詞：熱電廠；鍋爐給水；變頻調(diào)節(jié)
　　中圖分類號(hào)：TU991.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455(2001)04-0046-02

　　鍋爐給水泵在發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用。某自備熱電站有6臺(tái)中壓鍋爐和1臺(tái)低壓鍋爐，額定總蒸發(fā)量為250t/h。多級(jí)鍋爐給水泵7臺(tái)，總流量為322m³/h，供水壓力為6.0MPa，其中4臺(tái)給水泵長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行。在運(yùn)行中受化工生產(chǎn)的影響，經(jīng)常出現(xiàn)供水量過大，水壓超限。為了避免這種問題，采用循環(huán)旁路系統(tǒng)調(diào)節(jié)水壓，但效果不好。為了解決供水系統(tǒng)不穩(wěn)定和電耗高等問題，1998年3月對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行了變頻調(diào)速技術(shù)改造。經(jīng)過2年多運(yùn)轉(zhuǎn)，鍋爐供水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)并減少了電費(fèi)支出，達(dá)到了預(yù)期目的。

1 水泵工況調(diào)節(jié)原理

　　水泵在供給鍋爐用水時(shí)，如果泵組的流量揚(yáng)程特性曲線與用水系統(tǒng)的阻力特性曲線交點(diǎn)在高效區(qū)，則它的工作狀況是最經(jīng)濟(jì)的。由于受外界各種因素的影響，實(shí)際工況點(diǎn)常與設(shè)計(jì)工況點(diǎn)不符。因此，改變泵的流量揚(yáng)程特性或管路阻力特性是調(diào)節(jié)水泵流量的兩條途徑。
1.1 改變管路阻力特性
　　改變管路阻力特性最常用的方法是閥門調(diào)節(jié)。該方法將一部分能量消耗于閥門的阻力上，使水泵效率下降，電耗增加。雖然閥門調(diào)節(jié)是最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法，但不經(jīng)濟(jì)。
1.2 改變泵流量揚(yáng)程特性
　　改變水泵轉(zhuǎn)速，使泵的流量揚(yáng)程特性曲線升高或降低，從而使泵的工況點(diǎn)穩(wěn)定在高效區(qū)，使泵的流量揚(yáng)程隨之改變，這就是變頻調(diào)速的工作原理。

2 變頻變速調(diào)節(jié)基本工作原理

　　變頻調(diào)速就是根據(jù)鍋爐供水管道壓力，利用變頻控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，來調(diào)整泵的特性曲線，使泵的工作點(diǎn)隨之變化。圖1所示的就是變速調(diào)節(jié)時(shí)，工作點(diǎn)隨轉(zhuǎn)速而變化的情形^[1]。按相似定律，同一葉輪，在不同工況時(shí)（如A₁和A₂二個(gè)工況），其流量Q、壓頭H、功率N與轉(zhuǎn)速n之間的基本關(guān)系為：Q₁/Q₂=n₁/n₂；H₁/H₂=(n₁/n₂)²；N₁/N₂=(n₁/n₂)³。從關(guān)系式中看出，采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，流量、揚(yáng)程下降，功耗也隨之大幅下降，從而提高了經(jīng)濟(jì)性。

3 變頻調(diào)節(jié)在鍋爐給水系統(tǒng)上的應(yīng)用

　　某熱電廠4^#給水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)主要由控制器、水泵、變頻器、壓力傳感器等組成，如圖2所示。預(yù)先在控制器中設(shè)定水泵出口壓力值Pc(Pc=6.OMPa)，隨著鍋爐用水量的變化，水泵出口實(shí)際壓力值P也隨之發(fā)生變化，壓力傳感器隨時(shí)將水泵出口實(shí)際壓力值P傳送給控制器，控制器將根據(jù)Pc與P的相互關(guān)系，進(jìn)行比較，控制變頻器的輸出頻率，改變4^#給水泵異步電機(jī)轉(zhuǎn)速，即改變了水泵的轉(zhuǎn)速，使供水量與用水量達(dá)到平衡，維持給水泵出水總管口壓力基本恒定。由于整個(gè)供水系統(tǒng)始終通過4^#給水泵的變頻調(diào)速，維持在設(shè)定壓力下工作，沒有過剩壓力，因此沒有能量損失，即節(jié)約了電能，使之經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，改變了過去手動(dòng)操作和憑經(jīng)驗(yàn)來控制，使供水系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性大大提高，又穩(wěn)定了供水質(zhì)量，保證了設(shè)備安全運(yùn)行并減輕了工人頻繁開關(guān)閥門的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 改造后經(jīng)濟(jì)效益淺析

　　通過對(duì)4^#給水泵進(jìn)行變頻調(diào)速的技術(shù)改造，節(jié)約了電能，表1為1998年2月份和4月份4^#給水泵安裝使用變頻器前后用電量比較。從表中所列數(shù)據(jù)可以看出，給水泵改造后用電量只是改造前的35.9％，節(jié)約了64.1％的電量。從整個(gè)鍋爐給水系統(tǒng)用電情況來看，由于4^#泵安裝了變頻調(diào)速裝置后，月總節(jié)電量16.6％。如按年運(yùn)行8000h計(jì)算，則全年可節(jié)電7.1×10⁵kWh，按電價(jià)0.5元/(kW·h)計(jì)算，則每年可節(jié)約電費(fèi)35.5萬元而整個(gè)改造費(fèi)用包括變頻設(shè)備及其它費(fèi)用總計(jì)只有15萬元，半年就可以回收投資。

表1 安裝變頻器前后月用電比較 月份 月用電量/kWh 電功率/kW 備注 2月份 89964 133.7 電度表計(jì)數(shù) 4月份 32292 44.85 電度表計(jì)數(shù)

5 結(jié)束語

　　變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性高；二是節(jié)能顯著。改造后的供水系統(tǒng)延長(zhǎng)了維修期，節(jié)約了材料和維修費(fèi)用，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使供水系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性大大提高，還降低了噪音。該廠動(dòng)力電75％～80％都耗在風(fēng)機(jī)、水泵及壓縮機(jī)等設(shè)備上，如果全部采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造，不但使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，而且將大大降低電力損耗，節(jié)約能源，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：
[1]沈振飛，鄭美蓉．汽輪機(jī)輔助設(shè)備[M]．北京：水利電力出版社，1993．

作者簡(jiǎn)介：
孫卓林（1963～），男，漢族，工程師，聯(lián)系電話：(025)5307719．