CN106651640B - 一种基于火电厂给水泵运行特性的节能评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于火电厂给水泵运行特性的节能评价方法，首先，拟合出给水泵电机在工频运行状态下给水泵流量Q和电机功率N的特性曲线；然后，选取给水泵电机在全年运行时的若干个负荷点，计算在所述负荷点下单位节电量和全年运行时间，基于所述单位节电量和全年运行时间计算得到年节电率；该方法能有效地避免在试验过程给水流量难以保证一致的难题，不仅适用于电厂给水泵电机变频改造，也适用于凝泵、风机等电机变频改造效果评价，能进一步提高节能评价效果的可靠性。

Description

一种基于火电厂给水泵运行特性的节能评价方法
技术领域
本发明涉及给水泵领域，尤其涉及一种火电厂给水泵运行特性的节能评价方法。
背景技术
节能减排是我国的一项基本国策，也是我国国民经济可持续发展战略的重要的组成部分。我国是能耗大国，随着国民经济的快速增长，能源紧张趋势的日益严峻，节能改造降低能耗势在必行。提高能源利用率，实施节能技术改造是发电企业顺利发展刻不容缓的紧要任务。6KV高压电机设备是电厂中的耗电大户，给水泵电机变频改造是节能改造中重要的一项。而如何评价节能改造效果目前存在着不同的方法。
目前给水泵电机变频改造前后的节能效果评价，通常是以给水泵流量为基础，通过改造前后对比给水泵的耗电量来进行节能评价的。这个比较方法简单方便，但是由于给水泵流量在机组实际运行中有波动，试验测得流量误差偏大，试验精度不佳。对于给水泵节能效果评价会有影响，对于电机变频技术推广以及机组节能降耗也有一定影响。因此，随着节能减排的迫切需要，很有必要提出一种更优的节能评价方法。
本发明提出了一种试验精度较高且便于节能评价的方法，该方法能有效地避免在试验过程给水流量难以保证一致的难题，比较客观的评价了给水泵电机的节能评价效果，该方法不仅适用于电厂给水泵电机变频改造，也适用于别的设备(凝泵、风机)电机变频改造效果评价，能进一步提高节能评价效果的可靠性。
发明内容
本发明的目的是针对火电厂给水泵节能降耗变频改造评价受给水泵流量波动影响较大，难以客观通过做试验的方法评价变频改造效果的一种方法。有利于进一步挖掘火电厂的节能潜力。
本发明的方法实现步骤如下：
(1)给水泵电机工频运行状态下，在机组负荷通常运行范围内(50％THA-100％THA)选取若干个工况点(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7)做给水泵性能试验。试验按照《大型锅炉给水泵性能现场试验方法》(DL/T839-2003)进行；试验基准为负荷，试验要求机组运行安全稳定，给水泵出力满足试验标准要求。
根据给水泵电机工频运行各工况下的试验数据给水泵电机功率(N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7)及对应的给水泵流量(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7)，拟合出给水泵流量-电机功率特性曲线，用函数表达式N＝f(Q)表示。
(2)在给水泵电机变频运行状态下，选取全年典型有代表性的3～6个负荷点(P’1、P’2、P’3、P’4)做给水泵性能试验，试验要求同工频运行。由于给水泵电机改变频后，系统增加了变频器冷却装置、稳压油泵、空调、照明等一些辅助设备，变频运行时系统会相应增加耗电量，在计算节电量时要考虑这部分电量，因此试验期间应记录各试验工况下给水泵电机改变频后系统运行增加的用电量ΔMi。
试验采集得到负荷工况点(P’1、P’2、P’3、P’4)下给水泵电机功率(N’1、N’2、N’3、N’4)及给水泵流量(Q’1、Q2’、Q3’、Q4’)，通过工频运行给水泵流量-电机功率特性曲线N＝f(Q)查出给水泵流量分别为(Q’1、Q2’、Q3’、Q4’)时对应的给水泵电功率(N”1、N”2、N”3、N”4)。
(3)节电量(M)计算
给水泵电机变频改造后各工况下的节电量用公式Mi＝ΔNi*T-ΔMi表示。
其中：
ΔNi＝N”i-N’i，i＝1，2，3，4
ΔMi-千瓦时，kWh，i＝1，2，3，4
T-试验小时数，h
(4)年节电率(K)计算
K＝(M1*T1+M2*T2+M3*T3+M4*T4)/(N”1*T1+N”2*T2+N”3*T3+N”4*T4)
式中：
K-节电率，％
Ti-年运行小时数，h
本发明的有益效果是：本发明提出了一种试验精度较高且便于节能评价的方法，该方法能有效地避免在试验过程给水流量难以保证一致的难题，比较客观的评价了给水泵电机的节能评价效果，该方法不仅适用于电厂给水泵电机变频改造，也适用于别的设备(凝泵、风机)电机变频改造效果评价，能进一步提高节能评价效果的可靠性。
附图说明
图1给水泵工频运行流量-功率曲线；
图2节电量与负荷变化关系曲线。
具体实施方式
结合图1至图2说明本方法实施方式。
某200MW汽轮机组电动给水泵电机改变频节能量计算评价利用本方法评价过程为：
1、按照《大型锅炉给水泵性能现场试验方法》(DL/T839-2003)进行给水泵性能试验；在机组负荷通常运行范围内(50％THA-100％THA)选取若干个试验工况点(180MW、170MW、160MW、150MW、140MW、130MW、120MW)做给水泵工频运行性能试验。试验期间要求机组运行安全稳定，给水泵出力满足试验的要求，每个工况试验时间为1小时。试验数据如表1所示，根据表1中给水泵流量和给水泵电机功率试验数据，拟合出给水泵电机在工频运行状态下，给水泵流量和电机功率性能曲线。用公式N＝-0.0076Q2+14.155Q-1687.9表示。
表1 给水泵电机工频运行试验数据
试验负荷工况点 单位 180MW 170MW 160MW 150MW 140MW 130MW 120MW
给水泵流量(工频) t/h 601.14 569.65 538.3 505.5 472.2 440.3 406.78
给水泵电机功率(工频) KW 4073.84 3893.34 3710.24 3523.17 3305.42 3068.63 2802.87
试验时间 h 1 1 1 1 1 1 1
2、选取全年典型机组负荷点(160MW、150MW、140MW、130MW)下做给水泵变频运行性能试验，试验条件和试验要求同给水泵工频运行试验。得到试验数据如表2所示，根据公式N＝-0.0076Q2+14.155Q-1687.9计算表2中给水泵流量Q’i对应的给水泵电机功率N”i。
表2 给水泵电机变频运行试验数据
Figure BDA0001129977670000051
3、根据公式Mi＝ΔNi*T-ΔMi计算试验期间试验工况下的节电量，计算结果如表3所示。
4、根据公式K＝(M1*T1+M2*T2+M3*T3+M4*T4)/(N”1*T1+N”2*T2+N”3*T3+N”4*T4)计算年节电率，计算结果如表3所示。
表3 试验结果(节电量及年节电率)
Figure BDA0001129977670000052
注：节电率按全年7000小时(h)计算，典型负荷点机组运行小时数分别为160MW(1200h)、150MW(1600h)、140MW(2000h)、130MW(2200h)。

Claims (1)

1.一种基于火电厂给水泵运行特性的节能评价方法，其特征在于，选取给水泵电机在全年运行时的多个负荷点，计算在所述负荷点下单位节电量和全年运行时间，基于所述单位节电量和全年运行时间计算得到年节电率；包括如下步骤：
(a)拟合出给水泵电机在工频运行状态下，给水泵流量Q和电机功率N的特性曲线，所述特性曲线用函数表达式N＝f(Q)表示；
(b)选取给水泵电机在全年运行时的i个负荷点，基于所述特性曲线，计算出给水泵电机变频改造后在所述各个负荷点下的单位节电量Mi；i表示负荷点的个数，3≤i≤6；
(c)基于所述单位节电量和全年运行时间计算得到年节电率K；
所述步骤(a)进一步包括如下步骤：
(1)给水泵电机在工频运行状态下，选取多个负荷点做给水泵性能试验；
(2)测量各个所述负荷点下的给水泵流量Q和给水泵电机功率N；
(3)基于测量得到的给水泵流量Q和给水泵电机功率N，拟合出特性曲线N＝f(Q)；
所述步骤(b)进一步包括如下步骤：
(1)给水泵电机在变频运行状态下，选取全年运行时的i个负荷点做给水泵性能试验；
(2)测算电机经过变频改造后，在试验期间由于变频器辅助设备而使系统增加的耗电量ΔMi；
(3)测量各个所述负荷点下的给水泵流量Q’i和给水泵电机功率N’i；
(4)根据特性曲线N＝f(Q)，查出给水泵流量为Q’i时对应的给水泵电机功率N”i；
(5)计算单位节电量，
Mi＝ΔNi-ΔMi/T
其中：
ΔNi＝N”i-N’i，ΔMi单位是千瓦时，T是试验小时数；
取i＝4，所述年节电率K采用如下公式计算：
K＝(M1*T1+M2*T2+M3*T3+M4*T4)/(N”1*T1+N”2*T2+N”3*T3+N”4*T4)
其中，Ti是年运行小时数。
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