CN114135478B - 一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法，包括以下步骤，S1收集发电机组凝结水泵运行数据；S2收集凝结水泵设计特性曲线及凝结水系统运行的限值数据；S3各运行工况下除氧器压力和机组负荷性能关系曲线、除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线，以及凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线的拟合；S4获取凝结水主调阀全开状态阻力系数；S5确定凝结水泵采用变频运行方式时某一运行负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率；S6确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时水泵轴功率；S7计算凝结水泵变频改造后收益。本发明可以在凝结水泵变频改造前或改造后对其节能效果进行定量的分析评估。

Description

一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，具体涉及一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法。

背景技术

凝结水泵作为电厂发电机组最重要的一台动力设备，承担着将凝汽器中凝结水经过若干低压加热器最终输送至除氧器的重要功能。随着电力机组向大容量高参数发展，电厂机组凝结水泵的工作性能对电厂的经济性影响越来越大。以某一600MW空冷发电机组为例，满负荷运行时凝结水泵耗电功率将达2000kW以上，占发电厂用电率0.35％，影响机组供电煤耗约1g/kW·h。凝结水泵采用变频改造，是目前广泛采用的技术手段，如中国专利202110539559.1公开了一种适用于火电厂凝结水泵的节能控制策略，如中国专利201310326887.9公开了凝结水泵变频控制方法及装置，凝结水泵变频改造在改造完成后通常通过对比工频与变频两种方式下的电机电流变化可以确定其节能效果。但目前凝结水泵在变频改造前缺乏有效的技术评估手段，对其改造的预期节能效果进行客观的评估，因此急需发明一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法来解决目前现场面临的现场问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法，可以在凝结水泵变频改造前或改造后对其节能效果进行定量的分析评估，减少现场大量实际测试的工作量，便于现场实施。

本发明采用的技术方案是：其包括以下步骤，S1收集发电机组凝结水泵在不同工频运行工况的运行数据；S2收集凝结水泵设计特性曲线及凝结水系统运行的限值数据；S3各运行工况下除氧器压力和机组负荷性能关系曲线、除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线，以及凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线的拟合；S4获取凝结水主调阀全开状态阻力系数；S5确定凝结水泵采用变频运行方式时某一运行负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率；S6确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时水泵轴功率，并确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时节电功率；S7计算凝结水泵变频改造后一年内的节电量及节电收益。

进一步地，步骤S1中，所述运行数据包括机组负荷、除氧器进口凝结水流量、除氧器压力、除氧器进口凝结水压力、凝结水泵出口母管压力、凝结水主调阀开度、凝结水主调阀出口压力、凝结水泵电机功率、除氧器进口凝结水压力标高以及凝结水泵出口母管压力标高，根据所述运行数据拟合工频运行工况下凝结水泵电机功率与机组负荷的关系曲线。

进一步地，步骤S2中包括以下步骤，a.获取凝结水泵额定转速下的流量与扬程性能的关系曲线，以及流量与轴功率的性能关系曲线；b.收集机组凝结水泵出口母管供水的各辅助杂项用户用水需求，确定辅助杂项用户用水的最低压力p_min；c.收集机组凝结水泵变频运行时的最低频率运行限值f_min。

进一步地，步骤S3中，根据步骤S1获取的各工况运行数据，拟合除氧器压力和机组负荷性能关系曲线如下式：

p_dea＝a₀+a₁×P_G (1)；

式中，p_dea为某运行负荷下除氧器压力，单位MPa；a₀、a₁为多项式拟合系数；P_G为机组负荷，单位MW。

步骤S3中，根据步骤S1获取的各工况运行数据，拟合除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线采用下列方法：

F_con＝c₀+c₁×P_G+c₂×P_G ²；

式中，Fcon为除氧器进口凝结水流量，单位t/h；P_G为机组负荷，单位MW；c₀、c₁、c₂为多项式拟合系数。

步骤S3中，根据步骤S1获取的不同工频运行工况的运行数据，拟合凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线采用下列方法：

p_loss＝b₀+b₁×F_con+b₂×F_con ² (2)；

式中，ploss为凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力，单位MPa；b₀、b₁、b2为多项式拟合系数；Fcon为除氧器进口凝结水流量，单位t/h；各个工频运行工况下凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力等于凝结水主调阀出口压力与除氧器压力的差值。

进一步地，步骤S4中，机组100％负荷状态下进行凝结水主调阀全开状态阻力特性试验，获取凝结水主调阀全开状态阻力系数，根据试验数据，凝结水主调阀全开状态阻力系数按下式计算：

式中，p_cvo、p_cpo分别为凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力，单位MPa；ρ_cw1为试验时凝结水泵出口母管凝结水密度，由凝结水泵出口母管压力与温度计算得到，单位kg/m3；g为重力加速度，取9.81N/kg；ΔHv为凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力两个测点间标高高差，单位m；Fcon为试验时除氧器进口凝结水流量，单位t/h；Kv为凝结水主调阀全开状态下无量纲阻力系数。

进一步地，步骤S5中确定凝结水泵采用变频运行方式时任意负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率采用以下方式：

1)假定机组某一运行负荷PG’；

2)根据步骤S6获得的除氧器进口凝结水流量与机组负荷拟合关系，求取对应的除氧器进口凝结水流量Fcon’；取凝结水泵流量Fcp’等于除氧器进口凝结水流量，即Fcp’＝Fcon’；

3)根据步骤S3拟合函数，确定任意机组负荷PG’下的除氧器压力Pdea’；

4)根据步骤S5拟合函数，确定除氧器进口凝结水流量Fcon’时，凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力损失p_loss’；

5)根据步骤S4确定的Kv系数，按下式确定凝结水泵出口母管压力与凝结水主调阀出口压力之间的压差值：

6)确定凝结水泵出口母管压力值：

p_cpo′＝p_dea′+p_loss′+p_loss2′

当p_cpo’<p_min时，取p_cpo’＝p_min，此时需要适当关闭凝结水主调阀控制凝结水泵出口母管压力达到凝结水泵出口母管压力低限值；

7)确定凝结水泵进口压力值：

式中，p_cpi′为凝结水泵进口压力值，单位MPa；p_c′为机组凝汽器绝对压力，单位kPa；ΔHc为凝汽器水位相对于凝结水泵出口母管压力测点的相对标高值，单位m；

8)确定凝结水泵扬程Hcp’：

式中，Hcp′为凝结水泵扬程，单位m；

9)确定凝结水泵出口流量Fcp’、扬程Hcp’时凝结水泵的变频运行频率。

进一步地，步骤9)中确定凝结水泵出口流量Fcp’、扬程Hcp’时凝结水泵的变频运行频率采用以下方式：

a.确定凝结水泵的容积流量Qcp’，其中

b.建立凝结水泵通过工况点(Qcp’，Hcp’)的相似曲线函数，函数为：

式中，H、Q分别为水泵相似曲线上任意点的扬程与流量。

c.确定凝结水泵相似曲线与工频运行时水泵设计流量扬程曲线的交点；

(i)假定交点流量为Qa,

(ii)利用步骤(2)中获得的工频工况水泵设计流量扬程曲线确定流量Qa对应的扬程Ha；

(iii)根据凝结水泵相似曲线确定与扬程Ha对应的流量Qa’；

(iv)判断abs(Qa-Qa’)是否小于0.01，若是，则交点对应流量Qjd＝Qa,扬程Hjd＝Ha，结束；若否，则重新设定Qa＝Qa’,转至步骤(ii)重新计算；

d.凝结水泵采用变频运行方式时水泵频率为f，工频频率为f_N，水泵的运行频率f采用下式计算：

e.当凝结水泵计算频率f<fmin时，取f＝fmin。此时水泵运行工况点(Qcp’，Hcp’)不满足要求，需要重新计算凝结水泵出口流量，步骤如下：

(i)根据此时水泵扬程Hcp’及水泵频率fmin,求取工频频率时水泵曲线上的相似点扬程。

(ii)利用步骤(2)中获得的工频工况水泵设计流量扬程曲线确定扬程Hjd对应的流量Qjd；

(iii)根据凝结水泵相似曲线确定与扬程Hcp’对应的凝结水泵出口流量Qcp″；

(iv)凝结水泵在最低频率fmin下的再循环旁路流量为：

ΔQ_cp＝Q″_cp-Q_cp′

进一步地，步骤S6中，包括以下步骤确定凝结水泵变频运行时的轴功率：

a.根据凝结水泵在步骤S2中获得的额定转速下的流量-轴功率(Q-Ps)性能曲线，计算流量为Qjd时的轴功率Pjd；

b.计算凝结水泵频率为f时的轴功率，

式中，P_bp′为凝结水泵频率为f时的轴功率，单位kW；P_jd为凝结水泵工频频率下流量为Qjd时的轴功率，单位kW；f_N为水泵额定转速时对应的工频频率，取50Hz。

进一步地，步骤S6中，包括以下步骤确定变频运行方式相对工频运行方式的节电功率：

a.根据凝结水泵在步骤(2)中获得的工频频率下的流量-轴功率(Q-Ps)性能曲线，计算流量为Qcp’时工频频率对应的轴功率Pgp’。

b.根据步骤(1)获得的凝结水泵电机功率与机组负荷的拟合关系曲线，确定某一运行负荷P_G’时凝结水泵在工频频率下的电机功率P_Mgp。

c.确定凝结水泵采用变频运行方式时电机功率P_Mbp，计算公式为：

d.确定某一运行负荷P_G’时凝结水泵采用变频运行方式时节电功率，公式为：

ΔP_Mbp＝P_Mgp-P_Mbp

进一步地，步骤S7中计算凝结水泵变频改造后一年内的节电量及节电收益，根据以下公式进行计算，

式中，ΔP_Mbp(i)表示第i个负荷下凝结水泵采用变频运行方式时节电功率，单位kW；h_(i)为第i个负荷下一年内的运行小时数，单位h；E_y表示凝结水泵采用变频运行方式后一年内的节电量，单位kWh；R_y为一年内凝结水泵采用变频运行方式的节电收益，单位元；C_bm为标煤单价，单位元/t；b_g为机组一年内的统计供电煤耗率，单位g/kWh。

本发明的有益效果是：

本发明采用凝结水泵设计特性数据及部分现场试验工况数据，通过特定的评估步骤，可以测算出机组变频运行方式下相对于工频运行方式的节电功率，为电厂在凝结水泵变频改造前提供定量的节能效果评估数据，可以在凝结水泵变频改造前或改造后对其节能效果进行定量的分析评估，减少现场大量实际测试的工作量，便于现场实施。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法，其包括以下步骤：

S1收集发电机组凝结水泵在不同工频运行工况的运行数据。

所述运行数据包括机组负荷、除氧器进口凝结水流量、除氧器压力、除氧器进口凝结水压力、凝结水泵出口母管压力、凝结水主调阀开度、凝结水主调阀出口压力、凝结水泵电机功率、除氧器进口凝结水压力标高以及凝结水泵出口母管压力标高，根据所述运行数据拟合工频运行工况下凝结水泵电机功率与机组负荷的关系曲线。

所述运行工况覆盖范围包括机组100％负荷至深度调峰最低出力的负荷变化区间。

S2收集凝结水泵设计特性曲线及凝结水系统运行的限值数据。

步骤S2中，其包括以下步骤，a绘制凝结水泵厂家提供的额定转速下的流量-扬程性能曲线(H-Q)，以及流量与轴功率(Q-Ps)的性能关系曲线；b.收集机组凝结水泵出口母管供水的各辅助杂项用户用水需求，确定辅助杂项用户用水的最低压力p_min；c.收集机组凝结水泵变频运行时的最低频率运行限值f_min。

S3各运行工况下除氧器压力和机组负荷性能关系曲线、除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线，以及凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线的拟合。

步骤S3中，根据步骤S1获取的各工况运行数据，拟合除氧器压力和机组负荷性能关系曲线如下式：

p_dea＝a₀+a₁×P_G (1)；

式中，p_dea为某运行负荷下除氧器压力，单位MPa；a₀、a₁为多项式拟合系数；P_G为机组负荷，单位MW。

S4获取凝结水主调阀全开状态阻力系数。

机组100％负荷状态下进行凝结水主调阀全开状态阻力特性试验；其包括以下步骤，机组100％负荷状态下进行凝结水主调阀全开状态阻力特性试验，获取凝结水主调阀全开状态阻力系数，

a.机组100％负荷稳定运行状态下，除氧器水位手动控制，通过凝结水主调阀适当控制除氧器保持正常控制水位以下300mm，快速开启凝结水主调阀至100％全开，直至除氧器达到正常控制水位以上300mm水位。

b.记录凝结水主调阀全开状态下数据稳定后的除氧器进口凝结水流量Fcon、凝结水泵出口母管压力pcpo、凝结水主调阀出口压力pcvo、凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力两个测点间标高高差DeltaHv。

c.根据试验数据，凝结水主调阀全开状态阻力系数按下式计算：

式中，p_cvo、p_cpo分别为凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力，单位MPa；ρ_cw1为试验时凝结水泵出口母管凝结水密度，由凝结水泵出口母管压力与温度计算得到，单位kg/m3；g为重力加速度，取9.81N/kg；ΔHv为凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力两个测点间标高高差，单位m；Fcon为试验时除氧器进口凝结水流量，单位t/h；Kv为凝结水主调阀全开状态下无量纲阻力系数。

S5确定凝结水泵采用变频运行方式时某一运行负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率。

S6确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时水泵轴功率，并确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时节电功率。

按照以下步骤确定凝结水泵变频运行时的轴功率：

a.根据凝结水泵在步骤S2中获得的额定转速下的流量-轴功率(Q-Ps)性能曲线，计算流量为Qjd时的轴功率Pjd；

b.计算凝结水泵频率为f时的轴功率，

式中，P_bp′为凝结水泵频率为f时的轴功率，单位kW；P_jd为凝结水泵工频频率下流量为Qjd时的轴功率，单位kW；f_N为水泵额定转速时对应的工频频率，取50Hz。

按照以下步骤确定变频运行方式相对工频运行方式的节电功率：

a.根据凝结水泵在步骤(2)中获得的工频频率下的流量-轴功率(Q-Ps)性能曲线，计算流量为Qcp’时工频频率对应的轴功率Pgp’。

b.根据步骤(1)获得的凝结水泵电机功率与机组负荷的拟合关系曲线，确定某一运行负荷P_G’时凝结水泵在工频频率下的电机功率P_Mgp。

c.确定凝结水泵采用变频运行方式时电机功率P_Mbp，计算公式为：

d.确定某一运行负荷P_G’时凝结水泵采用变频运行方式时节电功率，公式为：

ΔP_Mbp＝P_Mgp-P_Mbp。

S7计算凝结水泵变频改造后一年内的节电量及节电收益。

计算凝结水泵变频改造后一年内的节电量及节电收益，根据以下公式进行计算，

式中，ΔP_Mbp(i)表示第i个负荷下凝结水泵采用变频运行方式时节电功率，单位kW；h_(i)为第i个负荷下一年内的运行小时数，单位h；E_y表示凝结水泵采用变频运行方式后一年内的节电量，单位kWh；R_y为一年内凝结水泵采用变频运行方式的节电收益，单位元；C_bm为标煤单价，单位元/t；b_g为机组一年内的统计供电煤耗率，单位g/kWh。

实施例2

本实施例和实施例1的区别在于，步骤S5中，在某一工况机组负荷P _G(i)下，

计算凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力：

确定凝结水泵采用变频运行方式时任意负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率采用以下方式：

1)假定机组某一运行负荷PG’；

2)根据步骤S6获得的除氧器进口凝结水流量与机组负荷拟合关系，求取对应的除氧器进口凝结水流量Fcon’；取凝结水泵流量Fcp’等于除氧器进口凝结水流量，即Fcp’＝Fcon’；

3)根据步骤S3拟合函数，确定任意机组负荷PG’下的除氧器压力Pdea’；

4)根据步骤S5拟合函数，确定除氧器进口凝结水流量Fcon’时，凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力损失p_loss’；

5)根据步骤S4确定的Kv系数，按下式确定凝结水泵出口母管压力与凝结水主调阀出口压力之间的压差值：

6)确定凝结水泵出口母管压力值：

p_cpo′＝p_dea′+p_loss′+p_loss2′

当p_cpo’<p_min时，取p_cpo’＝p_min，此时需要适当关闭凝结水主调阀控制凝结水泵出口母管压力达到凝结水泵出口母管压力低限值；

7)确定凝结水泵进口压力值：

式中，p_cpi′为凝结水泵进口压力值，单位MPa；p_c′为机组凝汽器绝对压力，单位kPa；ΔHc为凝汽器水位相对于凝结水泵出口母管压力测点的相对标高值，单位m；

8)确定凝结水泵扬程Hcp’：

式中，Hcp′为凝结水泵扬程，单位m；

9)确定凝结水泵出口流量Fcp’、扬程Hcp’时凝结水泵的变频运行频率。

确定凝结水泵出口流量Fcp’、扬程Hcp’时凝结水泵的变频运行频率采用以下方式：

a.确定凝结水泵的容积流量Qcp’，其中

b.建立凝结水泵通过工况点(Qcp’，Hcp’)的相似曲线函数，函数为：

式中，H、Q分别为水泵相似曲线上任意点的扬程与流量。

c.确定凝结水泵相似曲线与工频运行时水泵设计流量扬程曲线的交点；

(i)假定交点流量为Qa,

(ii)利用步骤(2)中获得的工频工况水泵设计流量扬程曲线确定流量Qa对应的扬程Ha；

(iii)根据凝结水泵相似曲线确定与扬程Ha对应的流量Qa’；

(iv)判断abs(Qa-Qa’)是否小于0.01，若是，则交点对应流量Qjd＝Qa,扬程Hjd＝Ha，结束；若否，则重新设定Qa＝Qa’,转至步骤(ii)重新计算；

d.凝结水泵采用变频运行方式时水泵频率为f，工频频率为f_N，水泵的运行频率f采用下式计算：

e.当凝结水泵计算频率f<fmin时，取f＝fmin。此时水泵运行工况点(Qcp’，Hcp’)不满足要求，需要重新计算凝结水泵出口流量，步骤如下：

(i)根据此时水泵扬程Hcp’及水泵频率fmin,求取工频频率时水泵曲线上的相似点扬程。

(ii)利用步骤(2)中获得的工频工况水泵设计流量扬程曲线确定扬程Hjd对应的流量Qjd；

(iii)根据凝结水泵相似曲线确定与扬程Hcp’对应的凝结水泵出口流量Qcp″；

(iv)凝结水泵在最低频率fmin下的再循环旁路流量为：

ΔQ_cp＝Q″_cp-Q_cp′。

实施例3

本实施例和实施例2的区别在于，本实施例中，步骤S3中，根据步骤S1获取的各工况运行数据，拟合除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线采用下列方法：

F_con＝c₀+c₁×P_G+c₂×P_G ²；

式中，Fcon为除氧器进口凝结水流量，单位t/h；P_G为机组负荷，单位MW；c₀、c₁、c₂为多项式拟合系数。

步骤S3中，根据步骤S1获取的不同工频运行工况的运行数据，拟合凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线采用下列方法：

p_loss＝b₀+b₁×F_con+b₂×F_con ² (2)；

式中，ploss为凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力，单位MPa；b₀、b₁、b2为多项式拟合系数；Fcon为除氧器进口凝结水流量，单位t/h；各个工频运行工况下凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力等于凝结水主调阀出口压力与除氧器压力的差值。

综上，本发明为电厂在凝结水泵变频改造前提供定量的节能效果评估数据，可以在凝结水泵变频改造前或改造后对其节能效果进行定量的分析评估，减少现场大量实际测试的工作量，便于现场实施。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (1)

1.一种发电机组凝结水泵变频改造的预期节能效果评估方法，其特征在于，其包括以下步骤，S1收集发电机组凝结水泵在不同工频运行工况的运行数据；S2收集凝结水泵设计特性曲线及凝结水系统运行的限值数据；S3各运行工况下除氧器压力和机组负荷性能关系曲线、除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线，以及凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线的拟合；S4获取凝结水主调阀全开状态阻力系数；S5确定凝结水泵采用变频运行方式时某一运行负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率；S6确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时水泵轴功率，并确定某一运行负荷下凝结水泵采用变频运行方式时节电功率；S7计算凝结水泵变频改造后一年内的节电量及节电收益；

步骤S1中，所述运行数据包括机组负荷、除氧器进口凝结水流量、除氧器压力、除氧器进口凝结水压力、凝结水泵出口母管压力、凝结水主调阀开度、凝结水主调阀出口压力、凝结水泵电机功率、除氧器进口凝结水压力标高以及凝结水泵出口母管压力标高，根据所述运行数据拟合工频运行工况下凝结水泵电机功率与机组负荷的关系曲线；

步骤S2中包括以下步骤，a.获取凝结水泵额定转速下的流量与扬程性能的关系曲线，以及流量与轴功率的性能关系曲线；b.收集机组凝结水泵出口母管供水的各辅助杂项用户用水需求，确定辅助杂项用户用水的最低压力pmin；c.收集机组凝结水泵变频运行时的最低频率运行限值fmin；

步骤S3中，根据步骤S1获取的各工况运行数据，拟合除氧器压力和机组负荷性能关系曲线如下式：

p_dea＝a₀+a₁×P_G (1)；

式中，p_dea为某运行负荷下除氧器压力，单位MPa；a₀、a₁为多项式拟合系数；PG为机组负荷，单位MW；

步骤S3中，根据步骤S1获取的各工况运行数据，拟合除氧器进口凝结水流量与机组负荷关系曲线采用下列方法：

F_con＝c₀+c₁×P_G+c₂×P_G ²；

式中，Fcon为除氧器进口凝结水流量，单位t/h；P_G为机组负荷，单位MW；c₀、c₁、c₂为多项式拟合系数；

步骤S3中，根据步骤S1获取的不同工频运行工况的运行数据，拟合凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力性能曲线采用下列方法：

p_loss＝b₀+b₁×F_con+b₂×F_con ² (2)；

式中，ploss为凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力，单位MPa；b₀、b₁、b₂为多项式拟合系数；Fcon为除氧器进口凝结水流量，单位t/h；各个工频运行工况下凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力等于凝结水主调阀出口压力与除氧器压力的差值；

步骤S4中，机组100％负荷状态下进行凝结水主调阀全开状态阻力特性试验，获取凝结水主调阀全开状态阻力系数，根据试验数据，凝结水主调阀全开状态阻力系数按下式计算：

式中，p_cvo、p_cpo分别为凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力，单位MPa；ρ_cw1为试验时凝结水泵出口母管凝结水密度，由凝结水泵出口母管压力与温度计算得到，单位kg/m³；g为重力加速度，取9.81N/kg；ΔHv为凝结水主调阀出口压力与凝结水泵出口母管压力两个测点间标高高差，单位m；Fcon为试验时除氧器进口凝结水流量，单位t/h；Kv为凝结水主调阀全开状态下无量纲阻力系数；

步骤S5中确定凝结水泵采用变频运行方式时任意负荷下水泵流量、水泵扬程和水泵频率采用以下方式：

1)假定机组某一运行负荷PG’；

2)根据步骤S6获得的除氧器进口凝结水流量与机组负荷拟合关系，求取对应的除氧器进口凝结水流量Fcon’；取凝结水泵流量Fcp’等于除氧器进口凝结水流量，即Fcp’＝Fcon’；

3)根据步骤S3拟合函数，确定任意机组负荷PG’下的除氧器压力Pdea’；

4)根据步骤S5拟合函数，确定除氧器进口凝结水流量Fcon’时，凝结水主调阀出口至除氧器管路阻力损失ploss’；

5)根据步骤S4确定的Kv系数，按下式确定凝结水泵出口母管压力与凝结水主调阀出口压力之间的压差值：

6)确定凝结水泵出口母管压力值：

p_cpo′＝p_dea′+p_loss′+p_loss2′

当pcpo’＜pmin时，取pcpo’＝pmin，此时需要适当关闭凝结水主调阀控制凝结水泵出口母管压力达到凝结水泵出口母管压力低限值；

7)确定凝结水泵进口压力值：

式中，pcpi′为凝结水泵进口压力值，单位MPa；pc′为机组凝汽器绝对压力，单位kPa；ΔHc为凝汽器水位相对于凝结水泵出口母管压力测点的相对标高值，单位m；

8)确定凝结水泵扬程Hcp’：

式中，Hcp′为凝结水泵扬程，单位m；

9)确定凝结水泵出口流量Fcp’、扬程Hcp’时凝结水泵的变频运行频率；

步骤9)中确定凝结水泵出口流量Fcp’、扬程Hcp’时凝结水泵的变频运行频率采用以下方式：

a.确定凝结水泵的容积流量Qcp’，其中

b.建立凝结水泵通过工况点(Qcp’，Hcp’)的相似曲线函数，函数为：

式中，H、Q分别为水泵相似曲线上任意点的扬程与流量；

c.确定凝结水泵相似曲线与工频运行时水泵设计流量扬程曲线的交点；

(i)假定交点流量为Qa,

(ii)利用步骤(2)中获得的工频工况水泵设计流量扬程曲线确定流量Qa对应的扬程Ha；

(iii)根据凝结水泵相似曲线确定与扬程Ha对应的流量Qa’；

(iv)判断abs(Qa-Qa’)是否小于0.01，若是，则交点对应流量Qjd＝Qa,扬程Hjd＝Ha，结束；若否，则重新设定Qa＝Qa’,转至步骤(ii)重新计算；

d.凝结水泵采用变频运行方式时水泵频率为f，工频频率为fN，水泵的运行频率f采用下式计算：

e.当凝结水泵计算频率f<fmin时，取f＝fmin；此时水泵运行工况点(Qcp’，Hcp’)不满足要求，需要重新计算凝结水泵出口流量，步骤如下：

(i)根据此时水泵扬程Hcp’及水泵频率fmin,求取工频频率时水泵曲线上的相似点扬程；

(ii)利用步骤(2)中获得的工频工况水泵设计流量扬程曲线确定扬程H_jd对应的流量Q_jd；

(iii)根据凝结水泵相似曲线确定与扬程Hcp’对应的凝结水泵出口流量Qcp″；

(iv)凝结水泵在最低频率fmin下的再循环旁路流量为：

ΔQ_cp＝Q″_cp-Q_cp′；

步骤S6中，包括以下步骤确定凝结水泵变频运行时的轴功率：

a.根据凝结水泵在步骤S2中获得的额定转速下的流量-轴功率(Q-Ps)性能曲线，计算流量为Q_jd时的轴功率P_jd；

b.计算凝结水泵频率为f时的轴功率，

式中，P_bp′为凝结水泵频率为f时的轴功率，单位kW；P_jd为凝结水泵工频频率下流量为Q_jd时的轴功率，单位kW；fN为水泵额定转速时对应的工频频率，取50Hz；

步骤S6中，包括以下步骤确定变频运行方式相对工频运行方式的节电功率：

a.根据凝结水泵在步骤(2)中获得的工频频率下的流量-轴功率(Q-Ps)性能曲线，计算流量为Qcp’时工频频率对应的轴功率Pgp’；

b.根据步骤(1)获得的凝结水泵电机功率与机组负荷的拟合关系曲线，确定某一运行负荷P_G’时凝结水泵在工频频率下的电机功率P_Mgp；

c.确定凝结水泵采用变频运行方式时电机功率PMbp，计算公式为：

d.确定某一运行负荷PG’时凝结水泵采用变频运行方式时节电功率，公式为：

AP_Mbpp＝P_Mgp-P_Mbp；

步骤S7中计算凝结水泵变频改造后一年内的节电量及节电收益，根据以下公式进行计算，

式中，ΔPMbp(i)表示第i个负荷下凝结水泵采用变频运行方式时节电功率，单位kW；h_(i)为第i个负荷下一年内的运行小时数，单位h；E_y表示凝结水泵采用变频运行方式后一年内的节电量，单位kWh；R_y为一年内凝结水泵采用变频运行方式的节电收益，单位元；C_bm为标煤单价，单位元/t；b_g为机组一年内的统计供电煤耗率，单位g/kWh。