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600MW超临界机组凝结水泵变频改造及节能效果分析
随着工业化进程的加快，能源的消耗越来越大，煤电厂作为一种主要的能源供应方式，无疑也成为能源消耗的主力军之一。尤其是煤电厂的汽轮发电机中的凝结水泵，其能耗也占到了整个发电过程中的相当一部分。凝结水泵的能效问题也愈加受到关注。此文以安徽省某煤电厂的600MW超临界机组凝结水泵为例，运用变频技术对凝结水泵进行了改造，并对其节能效果进行分析。
一、超临界机组凝结水泵的基本结构和工作原理
超临界发电机组的后排水系统通常采用凝结水泵（CondensatePump，CP）+给水泵（FeedingWaterPump，FWP）的一级泵+二级泵串联的方案，来改善整个发电过程中的能效。其中，凝结水泵作为一种水轮泵，主要通过通过水轮机驱动来承担回收汽机排汽中的凝结水，并将其送往下一个环节，这里通常指热交换器或锅炉等地方。
凝结水泵结构的主要部分包括：泵体、转子、叶轮以及轴承。凝结水泵的工作原理主要包括了以下三个部分：
1.吸引和获得凝结水，将其送入转子所在的泵体中。
2.启动转子，通过叶轮的旋转将水压缩，提高其压力，将凝结水压入下一个工艺环节。
3.通过轴承传递泵的动能，使得转子能够在机械摩擦中不断旋转。
在煤电厂发电”的过程中，凝结水泵非常重要，它关系到后端节能和出口电量。因此，提高凝结水泵的能效是当前迫切需要解决的问题。
二、变频改造的必要性和优越性
1.必要性
传统凝结水泵多使用机械控制方法，往往固定工作在额定转速，即使在部分负载情况下也不能有效使用，并且常常发生过载现象，导致能量的浪费。同时，由于受到流量的限制，凝结水泵难以在一定的负载范围内灵活调整流量，使系统效率达到最高点。
2.优越性
变频器通过提高电机转速，改变泵的输出流量和功率，可以实现凝结水泵的节能优化。变频器通过对泵的转速进行控制，能够有效控制凝结水泵的功率，使其在负载大、压头低时，仍然能够实现高效节能。
三、变频改造前后的工艺流程及设备数据说明
本次变频改造的设备为某煤电厂600MW超临界机组的凝结水泵。改造前，该凝结水泵直接启动，并且只能以4800转/分的额定转速运转。当汽机的减负荷操作时，凝结水泵的流量超过了自身的效率点，因此能耗非常巨大。而变频控制技术可以给凝结水泵带来更加高效能的运行方式。
改造前凝结水泵的额定流量是468.0m³/h，额定升程为1816.6m，额定效率为95.5%。改造后，安装变频器，设定变频器运行的参数，用电脑来控制凝结水泵的运行，使凝结水泵可以有一个合理的运行范围，使其在多种运行模式下都能良好运行。
变频器的设定流量范围为150~380m³/h，进口压力范围为65~77bar，出口压力范围为43~50bar，变速器的效率可以达到99.9%，功率因数为0.99，额定输出功率为560KW。
四、变频改造后的效果分析
1.功率消耗量显著下降
在经过变频器后，凝结水泵的功率消耗大大减少，减少达到了60%和70%的范围，同时也使得凝结水泵的效率得到了相应的提高。在负载率为68%的情况下，凝结水泵的效率提高到了90.8%，动态能效提高了0.07点。同时也减少了SCADA系统的控制量和增加了燃料分配的灵活性。提高了燃烧效率，相应地降低了污染排放。
2.工作稳定性大大提高
变频器通过对泵转速的控制，使得凝结水泵输出流量更加稳定，减少了泵上瞬间压力的激烈波荡，使凝结水泵的工作更加平稳，也减少了凝结水泵一些因运转不稳定而导致的故障和调试费用。
3.经济效益显著
通过变频技术对凝结水泵进行改造，不仅可以保证凝结水泵的正常工作，而且可以大幅度地降低其能耗量，提高其利用效率，不仅有利于节能，还可以降低成本，使企业可以更加科学高效地管理和运营其发电设备，实现了“三高一低”的要求，也达到了环保节能和节约用电的目的。
综上所述，变频器对超临界机组凝结水泵的改造，不仅可以提高凝结水泵的运行效率和稳定性，而且可以大幅度减少其能耗量，对于煤电厂来说，也是非常有益的。