我国煤电机组升级改造步入“深水区”——变频调速型液力偶合器电动给水泵“动刀”电厂“心脏”

今年2月中旬，国家能源局与财政部联合下发《关于开展燃煤电厂综合升级改造工作的通知》，被业内称为国能电力25号文件，其中明确提出，“实施在役煤电机组综合升级改造，是能源‘十二五’规划和电力‘十二五’规划提出的一项重要任务，对于提高能源资源利用效率，推进电力行业加快转变发展方式，建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义”，我国煤电机组升级改造渐入“深水区”，同时也意味着煤电机组将进一步“瘦身”。

“电动给水泵是燃煤机组中耗电量最大的重要辅机，其耗电量占电厂发电量比重最大，直接影响供电煤耗与能源消耗”，长春时代机电新技术有限公司(简称长春时代)董事长、教授级高级工程师、变频调速型液力偶合器电动给水泵专利发明人张文海表示。

“给水泵号称火电机组的‘心脏’，电机功率等级大，对变频器可靠性要求高，给水泵变频器改造项目既是电厂变频节能应用的技术制高点，又是节能降耗潜力很大的重要辅机，对于大型煤电机组综合升级改造项目推进具有积极作用”。东方日立(成都)电控设备有限公司(简称东方日立)董事长梁之龙补充道。

5月23日，国内首创燃煤机组变频调速型液力偶合器电动给水泵改造技术方案的两位“东家”接受了《电气周刊》专访。

给水泵节能“良方”

2011年9月，长春时代与东方日立再度联手，为大唐双鸭山热电有限公司1号20万千瓦汽轮发电机组，1、2号电动给水泵进行了变频调速型液力偶合器电动给水泵工程改造，项目于9月18日开工，10月7日正式投运，工程周期较传统改造方案缩短一个月，项目方案不改变系统原有连接方式，保留原有液力偶合器功能,以很小的“工程量”给煤电机组“心脏”动了“手术”。

张文海透露：“将液力偶合器改造成泵轮调速和容积调速切换使用的多功能液力偶合器，解决了电动给水泵变频和工频切换运行问题，实现了变频调速型液力偶合器电动给水泵的改造，结束了液力偶合器不能变频调速的历史”。

根据用户监测统计数据分析，改造后相同负荷下，给水泵电动机负荷电流平均下降107安，在年平均负荷率76%的运行工况下，给水泵变频调速运行，年可节电5304063千瓦时，节电率为21%，降低发电厂用电率0.5个百分点。相当于增加同等千瓦时上网电量，每年增加产值202万，折合标准煤1664吨。

今年1月12日，大唐集团公司对该项目应用成果进行了科技鉴定，给出了“该项目整体达到国内领先水平，具有较好的推广价值，适用于安装了液力耦合器电动给水泵组的20万千瓦等级机组，通过继续深入研究，可以逐步在30万千瓦、60万千瓦等级机组上试点”的评价。

“长春时代与东方日立应用多项专利技术，首创燃煤机组变频调速型液力偶合器电动给水泵改造技术方案，突破了电厂‘心脏’部位应用变频技术实现节能降耗的‘瓶颈’，为煤电机组综合升级改造提供了最佳方案和优化节能技术，取得了集成创新技术、高效节能设备应用推广的示范效应”梁之龙表示。

煤电机组“困局”

事实上，由于全国电力消费增速放缓和火电连年亏损，电力结构调整加速，电力装机结构出现新特点，清洁能源比重上升，火电装机比重逐渐降低。目前，全国煤电装机约7亿千瓦，消耗煤炭占全社会消费总量的一半。随着国家“节能减排”的逐步深入，近年来，通过“上大压小”、技术进步和加强管理等措施，全国平均供电煤耗较“十一五”初期下降了10%。但另一方面，部分煤电机组仍存在技术粗放、管理不善、能耗偏高等问题。

然而，从我国能源布局的国情来看，在未来很长的一段时间内，我国电力结构依旧会以火电为主，这就对煤电机组综合升级改造提出了更高的要求。

张文海提供了一组数据：“电动给水泵是煤电机组中耗电量最大的重要辅机，其耗电量是最大的。20万千瓦煤电机组给水泵耗电量占发电量的2.5%，占发电厂用电率的近33%;30万千瓦煤电机组的比例分别为3.1%、近37%;60万千瓦煤电机组为3.27%、近42%;100万千瓦煤电机组为3.5%、近45%。”

不难看出煤电机组电动给水泵急需升级改造。如果保守的按平均节电率20%来计算，变频调速型液力偶合器电动给水泵改造后带来的经济效益与社会效益难以估量。

电动给水泵是通过调速型液力偶合器传动的，虽说液力偶合器调速的给水泵与节流调节方式相比，已经先进了很多，但与变频调速给水泵相比，却依旧是高耗能的。长期以来，传统液力偶合器调速的电动给水泵都不能直接实现变频调速，如何对调速型液力偶合器进行改造，以适应变频调速节能改造的需要就成了亟待突破的技术“瓶颈”。