李建垄，丁伟霞

(开滦东方发电二期工程项目筹建处，河北唐山063103)

　　摘要：凝结水泵是火力发电厂主要动力设备之一，该系统配置是否合理，不仅直接影响机组整体运行的经济性，而且对机组整体安全性也有重大影响。文中采用最小年费用法，从技术可靠性、运行经济性两方面对目前常用的凝结水泵变频配置方案进行比较，进而得出300MW亚临界供热机组凝泵的最优配置方案。

　　0引言

　　文中工程拟建2台300MW国产亚临界、一次中间再热、供热机组。凝结水流量季节性变化很大，要求凝泵系统必须有更高的运行灵活性和适应性。而高压变频技术通过调节泵的转速，不仅使泵可以较好地适应流量变化，而且还能明显地提高泵在非设计流量时的运行效率，因此应将变频技术应用到本工程，并与凝结泵进行优化配置^[1—3]。

　　1 300MW级供热机组凝泵常用变频配置方案

　　目前国内300MW级供热机组中，常见的凝泵变频调速配置方案详见下表1。

　　2各方案技术比较

　　2．1方案一技术特点

　　每台供热机组设2台110％流量的凝泵，配1套变频器。变频器与凝泵的电机设计为一拖二的模式，即l套变频器与2台凝泵的电机通过1个切换开关分别相连接，任何1台凝泵运行时都可以变频调节。供热或非供热工况下，2台凝泵1台运行，1台备用，变频器始终与运行泵同步工作。

　　当运行泵故障或需要检修时，变频器通过切换开关转换到备用泵。主凝结水管路上的调节阀作为变频器检修或故障时的备用调节手段，需要保留。

　　此方案优点是：设备数量最少，系统简单，可以节省厂房内的布置空间。缺点是：由于冬季最大供热能力工况时凝结水流量只有非供热额定工况的30％一40％，对于按110％最大凝结水流量选型的凝泵而言，在低负荷区运行，即使有变频调节，效率值也将有所降低，系统的能耗也因此进一步增加。由于该工程冬季供热工况汽轮机额定抽汽量170t／h较小，与最大供热能力工况的550t／h相比差距较大，因此本工程采用此方案缺点不明显^[2]。

　　2．2方案二技术特点

　　每台供热机组设2台110％流量的凝泵，不设变频器。由于该工程采暖抽汽少，采暖期凝结水量降低有限，此方案也适用该工程。低负荷及供热负荷较大时，通过主管路上的调节阀来调节流量。此方案优点是：设备数量少，不设变频器，系统简单，运行维护方便，节省了厂房内因单独设置变频间所占用的布置空间。该方案缺点是传统的节流调节调节效率低，能耗高。

　　2．3方案三技术特点

　　每台供热机组设3台55％流量的凝泵，不配变频器。在非供热工况下，2台凝泵并联运行。低负荷及供热负荷较大时，单台55％流量的凝泵运行，通过主管路上的调节阀来调节流量。此方案优点是：设备数量虽较方案一多，但由于不设变频器，不仅系统简单，运行维护方便，也节省了厂房内因单独设置变频间所占用的布置空间。该方案缺点是传统的节流调节调节效率低，能耗高。

　　本文将此方案也列入凝泵变频方案的探讨，主要目的是想以此方案为经济比较的基准，更直观的反映各变频方案的实际节能效果。

　　2．4方案四技术特点

　　每台供热机组设3台55％流量的凝泵。配2套变频器。1号变频器与1号、2号凝泵的电机设计为一拖二的模式；2号变频器与3号凝泵的电机设计为一拖一模式。非供热工况下，1，3号泵或2，3号泵变频调节并联运行。低负荷及供热负荷较大时，1一3号泵任何1台都可以单独变频运行。不论何种工况，即使1台变频器停运，系统中至少还有1套变频的凝泵在工作，但此时变频器的调节范围变小，所以主凝结水管路上仍需设置调节阀，方案系统调节较方案一灵活方便，泵的运行效率较高。但此方案的设备数量较多，需要的厂房空间较大，初投资也较大。

　　3各方案经济性比较

　　3．1各方案的运行模式和参数

　　以文中工程为例，发电设备年利用小时数5500h，汽轮机年供热利用小时数2474．5h，机组平均年停运检修天数为52．5d，则机组年运行小时数为7500h，其中供热工况下的采暖天数按129d即3096h考虑，机组的负荷分配模式如下：对应的；机组非采暖期运行总小时数为4404h(7500—3096)，其具体负荷模式见下表：

　　依据上述负荷模式，并结合凝泵厂提供的凝泵性能曲线及实际凝结水系统管路特性曲线，得出各方案在采暖期和非采暖期的运行参数。

　　3．2最小年费用法

　　在对技术方案进行经济性比较时，有多种方法可采用，譬如属于静态分析法的抵偿年限法，计算费用法等；又有属于动态分析法的现值法，最小年费用法等。静态分析法不考虑资金的时间价值，而动态分析法则对方案实施全过程中发生的所有资金款项，如各年的投资，运行维护费用等资金都考虑其时间价值，因此用动态分析法来评价方案的经济性更合理。目前我国电力工业中应用较多的动态分析法是最小年费用法，文中也将采用此方法对各凝泵变频配置方案进行经济性比较。

　　最小年费用法是将技术方案的总投资，用折现率i折算到基准年，然后平均分摊到经济运行期的各个年份，再和年运行费用相加之和。对各方案进行比较时，取年费用最小的方案作为最优方案。其计算公式如下：

　　根据4．1数据可以计算得到各方案的1台机组年运行费用，详见下表：

　　根据相关设备的价格、建筑安装费、运行维护费用，各方案的投资（即限值K）及年费用见下表：

　　4结束语

　　通过对上述四种方案的投资以及年费用进行比较。变频调速设备应用于凝结水泵节电效果比较明显，对节约能源有重要的现实意义。

　　由各方案的投资及年费用表，由于该工程采暖抽汽量小，方案四(3×55％凝结水泵加变频器的方案)耗电量并不比方案一(2×110％凝结水泵加变频器的方案)耗电量少(后期随着供热改造工程的实施，汽轮机采暖抽汽量逐步达到额定抽汽量，凝结水量大幅度减少，方案四的耗电量将最少，但由于初投资较高，所以经济排序仍然落后)，2×110％凝结水泵加变频器的配置方案经济性最好。

　　因此对于该工程来说，宜采用2×110％凝结水泵加变频器的配置方案，系统可以实现供热机组所有工况下凝泵的变频调速调节，从而降低凝泵的设计压力，提高凝泵的运行效率，减少凝结水系统的能量损失。

　　参考文献

　　[1]王泓；陈奕夫；300MW杌组凝结水泵优化配置方案；吉林电力；2008(4)．

　　[2]昊金卓，马琳，林文树．生物质发电技术和经济性研究综述[J]．森林工程，28(5)：102—106．

　　[3]张燕。佟达，宋魁彦．生物质能的熟化学转化技术[J]．森林工程，28(2)：14—17．

　　[4]闰斌；火电供热机组凝结水泵系统优化配置探讨；科技情报开发与经济；2007(35)