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1、辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司技术改造项目可行性研究报告项目名称：凝结水泵加装变频器改造 建设单位：辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司编制：李孟波审核：批准：2009年12月26日凝结水泵变频器改造可研报告一、前言：（一）项目名称：凝结水泵变频器改造（二）项目性质：技术改造（三）可研编制人：李孟波（四）项目负责部门：辽宁调兵山煤砰石发电有限责任公司设备工程部（五）项目负责人：李孟波二项目提出的背景及改造的必要性:（一）承担可行性研究的单位：辽宁调兵山煤砰石发电有限责任公司设备工程部（二）项目提出的背景：辽宁调兵山煤砰石发电有限责任公司现有两台300MW亚临界燃煤砰石空冷机组， 每台机组配置2台
2、凝结水泵，水泵型号为：C590III-5，水泵扬程212.9m，流量 871.34t/h，转速1480r/min，轴功率601.8kW，效率84%，生产厂家为：长沙水泵 厂。电动机型号为：YSPKKL500-4,额定功率900kW额定电压6kV额定电流103.7A， 额定转速1480r/min，效率94%，功率因数0.88，生产厂家为：湘潭电机厂。随着近几年电力建设的不断发展，电力供求矛盾正由供不应求向供过于求转化，机 组调峰工作日益繁重，而且随着机组发电出力的变化，除氧器的水位及复水器水位也发 生变化，也即必须对凝结泵的流量进行调节以满足生产的需要。目前，采用的是控制大 小再循环门来调节凝结
3、泵流量，以保证水位正常。这种方法一是造成凝结泵单耗大，另 夕卜将造成系统的热量损失，尤其是在低负荷，损耗功率更大，浪费电能更加严重。（三）进行技术改造的必要性：交流高压电机的直接起动会产生巨大的电流冲击和转矩冲击，在很短的起动过程 中，转子笼型绕组及阻尼绕组将承受很高的热应力和机械应力，致使笼条的端环断裂。 而且能造成定子绕组绝缘的机械损伤和磨损，从而导致定子绕组绝缘击穿。直接起动时 的大电流还会引起铁芯振动，使铁芯松驰，引起电机发热增加。由于变频器可以做到起 动转矩高且平滑无冲击，对延长电动机的使用寿命，减少对电网的冲击，保证机组正常 运行是很有必要的。还有现在电厂的自动化程度不断提高，运行
4、工艺对辅机设备的控制 性能的改善也是十分迫切的。为实现凝结泵水位及除氧器水位的控制，我们拟采用先进 而成熟的交流变频调速技术，通过除氧器水位及凝结泵水位来校正输出，从而达到控制 凝结泵电机转速的目的，实现凝结泵按除氧器水位、凝结器水位自动调整的转速的效果， 实现节能。采用变频调速，较采用定速运行节电预计在40%以上，具有十分明显的节能效果。（四）调查研究的主要依据、过程及结论：随着科技的进步和社会的发展及电气自动化程度的不断发展，节能降耗已成为社会 的主流，采用各种途径降低损耗并安全运行已成为我们共同奋斗的目标。我们所了解到 的高压电机调速产品主要有电磁调速、液力偶合器调速、变极调速、普通单级
5、调速、变 频调速等：1、电磁调速电磁调速属低效无级调速方式，它由恒速电动机、电磁滑差离合器组成，电磁滑 差离合器安装在恒速电动机和水泵中间，通过调节电磁滑差离合器的励磁电流来改变电 磁滑差离合器的转差以实观调速。具有调速范围较大，调速平滑，无谐波污染，装置结 构及控制线路简单、运行可靠、维护方便等许当优点，但轴向安装尺寸大，若电磁滑差 离合器出现故障，必须停机处理，更重要的是存在滑差损耗，当转速调到额定转速的2 /3时，该损耗最大，为电机额定功率的14.8%，因此节能效果较差。2、液力偶合器调速液力偶合器调速亦属低效无级调速方式，它由恒速电动机、液力偶合器组成，液 力偶合器安装在恒速电动机和水
6、泵中间。通过调节液力偶合器内的油压来改变液力偶合 器的转差以实现调速。具有调速范围较大，调速平滑，无谐波污染，装置结构及控制线 路简单、运行可靠、维护方便、可做成大容量等许多优点，但轴向安装尺寸大，若液力 偶合器出现故障，必须停机处理，更重要的也是存在滑差损耗，当转速调到额定转速的 2/3时，损耗最大，为电机额定功率的14.8%，因此其节能效果较差。3、变极调速这种调速方法是通过改变定子绕组的接线方式来改变鼠笼型电动机的极对数以实 现调速的，具有较硬的机械特性，稳定性良好，无转差损耗，效率高，接线简单，控制 方便，成本低廉等优点，但这种调速方式是有级调速，级差较大，不能获得平滑调速， 在改变极
7、对数过程中将造成电流冲击，系统扰动，不利于稳定运行。4、传统串级调速传统串级调速属高效调速方式，它将绕线型电动机部分转子能取出以改变电动机转 差率来实现调速，并将这部分能量经变换后通过逆变变压器回馈给电网来实现节能，装 置容量与调速范围成正比，对于调速范围要求不高的水泵调速来说.装置容量较小，投 资较省。具有调速效率高，装置故障时可切块至全速运行，避免停产，缺点是功率团数 较低，谐波污染较大。5、变频调速变频调速是高效调速方式，通过改变电动机定子的频率以实现调速。是近代交流调 速发展的必然趋势，具有调速范围大，调速精度好，调速效率高，特性硬等优点，通过 凝结器及除氧器的水位来及时控制电机的转速
8、，从而达到节能降耗的目的。总上所述，采用变频技术是唯一可行的最佳方案。（五）原系统或设备的基本情况：1、拟进行改造的系统或设备的基本情况说明：原凝结水泵由电动机直接拖动，无 根据负荷情况调速装置。2、系统或设备简述：采用一拖二方式进行改造，对公司两台机组各增加1台高压 变频装置。3、铭牌：凝结水泵型号为：C590III-5，电动机型号为：YSPKKL500-4额定功率 900kW，6KV。4、制造商：凝结水泵生产厂家：长沙水泵厂电动机生产厂家：湘潭电机厂5、投产日期：#1机组2009年12月19日投入运行，#2机组在建。6、技术状况及其他有关技术参数：无7、运行简历：无8、主要历史状况等：无（
9、六）存在的主要问题：1、缺陷情况的记录和叙述：无2、安全生产：变频器故障影响出力，可倒工频运行。3、系统匹配：与现有系统无冲突。4、环境保护：增加变频器小间。厂区面积减小。5、节能降耗、提高经济性：节能效果显著节电40%左右。（七）需要通过技术改造解决哪些问题：1、节能降耗。2、电机实现软启动，延长设备寿命，检修成本降低。（一）改造方案描述：两台电机增加一台变频器，有旁路开关，可工频运行。（二）改造后预期达到的效果：采用变频运行后，凝结水泵完全能满足现场的工艺 要求，即可节能，又可通过电动机的软启动，避免绝缘损坏；又可减少电机的启动次数 和阀门的频繁调节，可以节约大量的能源。（三）应从全部可能
10、的设计方案中，提出23个最适合的可选方案（或建议方案）: 第一种方案：A泵变频运行，B泵变频备用。第二种方案：A泵变频运行，B泵工频备用。变频器改造之后，主要采用第一种方式运行，以达到节能降耗的目的。（四）施工方案、过渡方案：（五）是否需要停机停炉或结合机组大、小修等：是（六）从技术、经济、效果等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办 法：变频技术已经推广几年了，在技术上积累了大量经验，节能效果显著。（七）要求定量、准确地对其性能指标、投资费用、效益、投资回报作出综合比较： 以某厂两台凝结泵改造为例说明节能效果：某厂全年发电机组运行时间按7200h计算，其中双泵运行时间和单泵运行时间各
11、占一半，发电机组满负荷、80%负荷、70%负荷、50%负荷运行时间均为1800h，电 费成本为0.2元/度。机组满负荷时，在变频泵运行情况下，年至少节省电费：67320元 机组80%负荷时，在变频泵运行情况下，年至少节省电费：90000元 机组70%负荷时，在变频泵运行情况下，年至少节省电费：202500元机组50%负荷时，在变频泵运行情况下，年至少节省电费：315000元在满负荷全年运行至50%负荷全年运行情况下，投入一台国产高压变频器后，全年可 节约电费平均达674820元左右。（八）提出推荐方案：两台电机加装1台高压变频器。、项目规瞰主要内容:（一）项目方案及内容综述（不超过40个字）：
12、凝结水泵变频器改造能实现一拖二自动切换运行。正常运行时，比如#1泵运行在 变频调速状态下，#2凝泵电机处于备用状态，当需要切换至#2泵运行时，需进行下列 顺序的操作：（1）合#2凝结水泵工频开关，运行正常后。（2）将#1凝结水泵由变频运行切换到工频运行。（3）将#2凝结水泵由工频运行切换到变频运行。（4）断开#1凝结水泵工频开关停止#1凝结水泵运行。变频运行泵与工频备用泵实现连锁，一旦变频泵故障跳闸自动连锁工频泵启动运 行。经检查变频器状态良好，可将工频泵切换到变频运行。（二）工程计划开竣工时间：结合2010年#1、#2机组检修期间进行。（三）项目范围：1、变频装置购置。2、变频器室建造及装修
13、。3、变频器室冷却 系统安装。4、设计自动控制系统。5、变频器、控制柜及设备安装。6、系统调试。7、 维护及运行人员培训。（四）项目的主要设备材料构成：变频器、电缆、控制柜、建筑物等（五）地址选择及地理位置、路径及方案：尽量靠近开关室及电机本体，以减少电 缆投资。（六）改造后系统布置的变化：可变频，也可工频运行。（七）性能和有关参数及必要的图纸：无（八）环境保护措施、治理方案和回收情况，对环境保护的评价：不存在这些方面 问题。（九）主要设备制造（订货）周期：设备制造周期：3个月五、工程实施条件（一）工程项目有关征地、占地、施工临时用地、拆迁、赔偿等外部条件的落实情 况： 无（二）设计、施工单位
14、的选择：项目批准后，由中标单位进行设计，我公司技术人 员进行修改确认。施工单位初步确定为：招标进行。（三）工程施工周期：80天（四）设备制造周期：90天（五）勘测设计周期：30天（六）资金来源等的落实情况：技术改造（七）有关规划、消防、征地、搬迁等的落实情况：无（八）需要停机停炉等计划的落实情况：计划中（九）进口设备是否具备采购条件：（十）主要设备及材料的采购是否采用招议标方式进行：是（十一）主要设备及材料采购的被招标对象（制造商）的选择:建议采用：美国罗宾康；东芝；北京利得华福。（十二）其他外部条件是否具备：是六、投资估算表及设氤材料明细表（一）投资估算表：单位：万元工程前期费施 工 费设 备 费其它 费材 料 费工程总投资（二）设计费：（三）调试费：（四）设备费：95*2 = 190万元（五）施工费：15*2 = 30万元（六）主材料费：25*2 = 50万元（七）工程总投资：270万元（八）设备、材料明细表（见本附件附表）。效益采用变频运行后，凝结水泵完全能满足现场的工艺要求，同时，可以实现了电机的 软启动，大大的减少了电机直接启动带来的绝缘损坏；电机的转速可以任意调节，由此
