孫卓林
（中國石化集團南京化工廠，江蘇 南京 210038）

　　摘要：文中對鍋爐給水系統的調節原理進行分析，聯系變頻技術在熱電廠鍋爐給水系統中的實際應用及經濟效益分析，說明了變頻技術在提高系統安全性穩定性的同時，也大大降低了能耗。
　　關鍵詞：熱電廠；鍋爐給水；變頻調節
　　中圖分類號：TU991.4
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)04-0046-02

　　鍋爐給水泵在發電廠的生產過程中起著非常重要的作用。某自備熱電站有6臺中壓鍋爐和1臺低壓鍋爐，額定總蒸發量為250t/h。多級鍋爐給水泵7臺，總流量為322m³/h，供水壓力為6.0MPa，其中4臺給水泵長期并聯運行。在運行中受化工生產的影響，經常出現供水量過大，水壓超限。為了避免這種問題，采用循環旁路系統調節水壓，但效果不好。為了解決供水系統不穩定和電耗高等問題，1998年3月對給水系統進行了變頻調速技術改造。經過2年多運轉，鍋爐供水系統運行平穩并減少了電費支出，達到了預期目的。

1 水泵工況調節原理

　　水泵在供給鍋爐用水時，如果泵組的流量揚程特性曲線與用水系統的阻力特性曲線交點在高效區，則它的工作狀況是最經濟的。由于受外界各種因素的影響，實際工況點常與設計工況點不符。因此，改變泵的流量揚程特性或管路阻力特性是調節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節。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。雖然閥門調節是最簡單的調節方法，但不經濟。
1.2 改變泵流量揚程特性
　　改變水泵轉速，使泵的流量揚程特性曲線升高或降低，從而使泵的工況點穩定在高效區，使泵的流量揚程隨之改變，這就是變頻調速的工作原理。

2 變頻變速調節基本工作原理

　　變頻調速就是根據鍋爐供水管道壓力，利用變頻控制系統調節電機轉速，來調整泵的特性曲線，使泵的工作點隨之變化。圖1所示的就是變速調節時，工作點隨轉速而變化的情形^[1]。按相似定律，同一葉輪，在不同工況時（如A₁和A₂二個工況），其流量Q、壓頭H、功率N與轉速n之間的基本關系為：Q₁/Q₂=n₁/n₂；H₁/H₂=(n₁/n₂)²；N₁/N₂=(n₁/n₂)³。從關系式中看出，采用變轉速調節法調節時，轉速下降，流量、揚程下降，功耗也隨之大幅下降，從而提高了經濟性。

3 變頻調節在鍋爐給水系統上的應用

　　某熱電廠4^#給水泵變頻調速供水系統主要由控制器、水泵、變頻器、壓力傳感器等組成，如圖2所示。預先在控制器中設定水泵出口壓力值Pc(Pc=6.OMPa)，隨著鍋爐用水量的變化，水泵出口實際壓力值P也隨之發生變化，壓力傳感器隨時將水泵出口實際壓力值P傳送給控制器，控制器將根據Pc與P的相互關系，進行比較，控制變頻器的輸出頻率，改變4^#給水泵異步電機轉速，即改變了水泵的轉速，使供水量與用水量達到平衡，維持給水泵出水總管口壓力基本恒定。由于整個供水系統始終通過4^#給水泵的變頻調速，維持在設定壓力下工作，沒有過剩壓力，因此沒有能量損失，即節約了電能，使之經濟運行，改變了過去手動操作和憑經驗來控制，使供水系統安全性和穩定性大大提高，又穩定了供水質量，保證了設備安全運行并減輕了工人頻繁開關閥門的勞動強度。

4 改造后經濟效益淺析

　　通過對4^#給水泵進行變頻調速的技術改造，節約了電能，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。從表中所列數據可以看出，給水泵改造后用電量只是改造前的35.9％，節約了64.1％的電量。從整個鍋爐給水系統用電情況來看，由于4^#泵安裝了變頻調速裝置后，月總節電量16.6％。如按年運行8000h計算，則全年可節電7.1×10⁵kWh，按電價0.5元/(kW·h)計算，則每年可節約電費35.5萬元而整個改造費用包括變頻設備及其它費用總計只有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 電度表計數 4月份 32292 44.85 電度表計數

5 結束語

　　變頻調速技術的優越性體現在兩個方面：一是使系統運行穩定可靠性高；二是節能顯著。改造后的供水系統延長了維修期，節約了材料和維修費用，減輕了工人的勞動強度，使供水系統安全性和穩定性大大提高，還降低了噪音。該廠動力電75％～80％都耗在風機、水泵及壓縮機等設備上，如果全部采用先進的變頻調速技術進行改造，不但使系統安全、穩定運行，而且將大大降低電力損耗，節約能源，增加企業的經濟效益。

參考文獻：
[1]沈振飛，鄭美蓉．汽輪機輔助設備[M]．北京：水利電力出版社，1993．

作者簡介：
孫卓林（1963～），男，漢族，工程師，聯系電話：(025)5307719．