燃油泵變頻改造方案

 

一、概述

我公司供油系統由三臺供油泵組成，目前供油泵采用人民框架開關進行啟?？刂?，電機在額定轉速下帶泵全速運行，為一期兩臺300MW機組和二期兩臺600MW機組提供機組啟動及助燃用油，機組運行中油系統長期處于運行狀態，系統油壓靠回油門手動調節。這種運行方式不僅能耗損失很大，而且對供油泵設備，如供油泵、電機及管路系統等存在很大的危害，電機在啟動后軸承長時間溫度在70℃以上、供油泵運行中損壞、管路系統磨損漏油等。

為了解決上述問題，提高運行經濟性，現對供油泵進行變頻控制改造，將手動回油門關閉，依靠變頻器控制電機轉速保持系統油壓。這樣，由于電機轉速大幅降低，由于轉速和節能是三次方關系，節能效果明顯。不僅節約大量電能，而且解決燃油系統長期滿載運行造成的系統沖刷、磨損等問題。

改造后的變頻設備具有遠程/就地的啟、停、轉速控制, 同時具有設備狀態的反饋指示,方便DCS系統對設備的控制.

供油泵改造1臺存在隱患。主要是改造后的供油泵突然停運，聯動起工頻泵后，系統壓力大幅度上升，有可能造成燃油泄漏等問題而引發火災。為避免此問題，本次改造兩臺供油泵，兩臺供油泵之間具有連調功能。1#、2#供油泵在綜合水PC  A段所掛，3#供油泵在綜合水PC  B段所掛，為保證設備運行可靠性，故本次改造2#、3#供油泵電機。

二、設備基本數據

燃油泵電機參數		負載參數
型號	YB2315S-2	負載名稱	燃油泵65AY50X11
功率kw	110	負載類型	離心泵
轉速rpm	2980	負載軸功率kw	76.34
電壓v	380	流量m3/h	25
額定電流 A	203	揚程m	550
功率因數	0.89	效率	49%
實際運行參數:
運行壓力	3.66mpa	電機電流	155A

變頻器（根據招標情況確定）

三、運行方式：回油門關閉，靠供油泵變頻器調節電機轉速保壓。

四、控制方式：

1). 在調速泵運行的情況下，各機組燃油系統的燃油調整門由運行人員遠程手動關閉，當系統超壓時機組燃油調整門自動投入自動參與調節，優先順序為四號機組到一號機組。

2). 在燃油泵房增加兩臺壓力變送器，與原來的一臺實現三取中，接入PID調節燃油泵出口母管壓力，控制納入一期DCS公用控制系統。

3). 兩臺調速泵互為熱備，并要求主備調速4--20ma模擬量指令互相跟蹤，實現主備調速泵無擾動切換。

4). 本次改造同時改造兩臺泵，以免在回油量很小的情況下調速泵跳閘聯啟工頻泵導致系統超壓引起安全問題。在兩臺調速泵互為備用的情況下解除工頻泵的自動備用功能，工頻泵作為緊急備用由發電部手動啟動。

5). 本次變頻改造，需在母管上新加壓力變送器1個（防止由于壓力變送器損壞導致全部供油泵必須倒至工頻運行），通過其輸出4~20mA模擬量信號反饋給變頻器，通過設定變頻器恒定壓力值（維持出口壓力3.8MPa）實現變頻的PID調節。當油槍投入較多，一臺油泵不能滿足出口壓力要求，DCS聯起備用泵，聯鎖方式與原DCS邏輯保持不變。出口調節閥的控制方式不變。

五、改造工作

本期燃油泵電機變頻改造范圍為2#、3#燃油泵電機。

5.1 變頻柜選址：

變頻器柜安裝在供油泵房靠輸煤側的消防用的兩間空房間中。將兩個房間中間的墻體拆除，以便變頻器室散熱。房間總面積為20平方米，可以放置變頻器。主要改造工作有變頻器室室內的暖氣及水管移走，變頻器柜、空調、電機安裝，燃油泵房燃油泵到變頻器室電纜敷設連接，二次線及控制線的敷設連接，控制系統改造及調試。

5.2燃油泵電機變頻改造技術方案： 

2#、3#燃油泵電機變頻改造采用一拖一方式，帶2把雙投旁路刀閘，供變頻器故障后切至工頻運行。燃油泵電機變頻改造根據需要，需裝設4面800×600×1600控制柜，其中旁路柜2面（變頻故障時切換至工頻），變頻柜2面（可合并裝到變頻柜內）。所有柜體采用上進線方式。旁路柜刀閘的容量按照2倍額定電流選取，即500A的額定容量。變頻器選取留有一定的裕度配置，擬選取132KW變頻器拖帶110KW的電機。變頻柜和旁路柜擬安裝在供油泵房靠輸煤側的消防用的空房間中，需要做盤柜鋼架基礎。工程共需放兩臺變頻器至電機處ZR-BPYJV22  3×120＋1×70動力電纜共85米，拆除兩臺電機處電纜頭將電纜抽出接到變頻器電源進線刀閘上，敷設變頻器至一期主機DCS控制和信號電纜共為KVVP 7×1.5控制電纜500米、 ZR-DJYDVP 2×2×1.0控制電纜500米、ZR-DJYDVP6×2×1.0控制電纜500米?！白冾l啟動”、“變頻停止”在就地及DCS中均可實現?！白冾l備妥”、“變頻運行”、“變頻故障”、“本地、遠方”信號、頻率調整等在就地及DCS均可實現，設備運行、停止指令信號等在就地有顯示、變頻器運行電流遠方DCS有顯示，DCS中燃油泵控制畫面、邏輯修改和二次電纜接線調試由我公司點檢部相關專業負責，變頻調試由變頻器柜供貨廠家負責，盤柜安裝及電纜敷設由我公司神頭檢修單位進行施工。

安裝空調；（可考慮）

安裝變頻電機；（預算資金有剩余時可考慮）

5.3施工步驟和施工技術要求：

5.3.1  首先對所需人員，材料的組織應及時到位，以確保工程的順利進行，施工前要做好技術、安全交底。

5.3.2  現場施工負責人要對施工人員合理組織安排，加強考核力度，以確保工程質量體系的有效運行。

5.3.3  對原材料的使用應嚴格把關，不合格的材料一律不準進入施工現場，以確保工程質量。

5.3.4  施工中，裝置固定牢固、布線規范。

5.3.5  對隱蔽工程要進行過程驗收，全過程把關，從而確保工程質量。

    5.3.6 整個工期控制在20個工作日之內。

5.4 變頻器的供貨范圍

變頻器的供貨范圍為變頻器，包括柜體、變頻器、電抗器、斷路器、內部開關部件、按鈕、連接件等在內的整套設備和旁路柜（可合裝于變頻柜內）。所供設備廠家需我公司簽字確認。公司單獨采購。

設備廠家要有完整的設備說明書及設備的整套運行、維護、調試說明書。

5.5變頻器基本要求

 目前變頻調速在風機、泵類負載進行恒壓控制上已經非常成熟，應用也已非常廣泛。典型應用有恒壓供水、恒壓供氣等。通過PID控制儀或變頻器內置PID調節器進行壓力調節完全能夠得出完美的壓力控制。  此次變頻改造所選用的變頻器的加減速時間要求在0-1800S范圍內任意調節，其分辨率為0.1S，滿足實際運行中燃油泵對速度響應快的要求。 變頻器廠家應具有不少于5年以下的業績及相關資質。 變頻器對電機有多種保護功能，進行變頻改造后電機的安全性大大提高。變頻器對電機具有以下保護功能：電機欠壓保護、過載保護、堵轉保護、電動機過熱保護、過流保護、缺相保護等。

六、節能原理

風機水泵等離心負載符合相似定律：

Q1/Q2 = n1/n2 (流量變化與轉速變化成正比)

H1/H2 = (n1/n2)2 (壓力變化與轉速變化的平方成正比)

P1/P2 = (n1/n2)3 (負載功率變化與轉速變化的立方成正比)

T1/T2 = (n1/n2)2 (負載扭矩變化與轉速變化的平方成正比)

電機輸出功率P = T x ω (功率 = 扭矩 x 轉速)

所以電機輸出功率 P1/P2 = (n1/n2)2

從上面公式及圖表可以看出，當輸出流量和/或壓力減少時，按照離心負載的相似定律，電機功率急劇下降，減少了能源需求，從而大大地節約了能源。例如，當輸出流量需求僅降低20%滿負荷流量，輸出壓力降低到滿負荷的38%，而能源需求降低了將近50%！如果不考慮變頻裝置的能耗，節能效果可達50%。當然，變頻器也是需要耗能的，但這種能耗遠遠低于輸入能耗的降低，因此可以實現很好的節能效果。