#1、#2机组低压电动机变频改造投运报告
一、项目实施前情况及问题
内蒙古华宁热电有限公司#1、#2机组各配置两台低加疏水泵，机组正常运行时，每台机组需运行一台低加疏水泵为机组的低加系统疏水，另外一台处于热备用状态，每台机组的低加疏水泵进行定期轮换，四台低加疏水泵均为工频定速运行，通过调节出口电动门的开度来控制低加的水位。两台机组各配置三台凝结水泵，单台机组运行在100MW负荷以下时，一台凝结水泵和一台低加疏水泵配合就可以满足机组的正常运行，单台机组运行在140MW负荷以下时，两台凝结水泵就可以满足机组的正常运行，单台机组运行在140MW—150MW负荷时，需三台凝结水泵同时运行，才能满足机组的正常运行。热网首站配置有加热器4台，疏水泵5台（1台备用），其中#1机组抽汽通过抽汽母管供#3、#4加热器，#2机组抽汽通过抽汽母管供#1、#2加热器，抽汽母管#1、#2机组抽汽间设电动联络蝶阀，#3、#4加热器疏水通过疏水泵至#1机高压除氧器，#1、#2加热器疏水通过疏水泵至#2机高压除氧器。
低加疏水泵电动机运行存在的问题：1、目前各低加疏水泵只能靠泵出口电动调整门调整流量。机组的低加系统在进行疏水调整时波动较大，无法很好的对低加水位进行控制；并且输水量不稳定造成低加疏水泵运行时的电流波动较大，长时间运行后造成电动机和泵轮发热，并导致泵体的机械密封频繁烧损。2、由于原设计为就地配置电控柜，其保护配置简单，仅配置过热继电器简单保护，而按照常规要求，7.5KW以上电机不宜采用直接启动方式，而且必须配置过流、堵转等完善保护。目前配置对大功率电机的瞬时故障、接地、不平衡等运况无法起保护作用。
凝结水泵电动机运行存在的问题：1、当机组在100MW—140MW负荷运行时，两台凝泵同时运行，出口调门开度在15%—100%之间调节；当机组满负荷运行时，三台凝泵同时运行，为保障凝结水的供水流量过大，出口调门开度在15%左右，这样就造成了一部分电量的损失。2、凝结水泵工频运行的平均电流为210A，按300天运行计算，单台凝结水泵电动机的耗电量为：1.732×210×0.38×0.88×24×300=875721kWh；按照目前市电价格每度电0.3024元计算：875721.37×0.3024=264818元，即单台凝结水泵电机年耗电约26.5万元，耗电量较高。
热网疏水泵电动机运行存在的问题：1、目前各疏水泵只能靠泵出口手动蝶阀调整流量。机组抽汽量随天气气温变化而变化，加热器水位波动较大，无法实现液位连锁，输水量不稳定造成疏水泵启停频繁，短时间疏水泵内存在断水进蒸汽现象，疏水泵入口温度超过100℃，导致疏水泵机械密封频繁烧损。2、现由于热网供热面积增大，疏水量增加，单台热网疏水泵不能满足运行要求，两台疏水泵运行后，疏水泵出口调整门开度在15%左右，截流较多，电动机工频运行下的电量损失较大。3、由于原设计为就地配置电控柜，其保护配置简单，仅配置过热继电器简单保护，而按照常规要求，7.5KW以上电机不宜采用直接启动方式，而且必须配置过流、堵转等完善保护。目前配置对大功率电机的瞬时故障、接地、不平衡等运况无法起保护作用。
二、项目实施过程
1、设备及施工招标：2015年10月由北京国际电气工程责任有限公司进行公开采购招标，共有三家单位参与投标，分别是陕西四腾科技设备有限公司、北京顺隆千业电气有限公司、北京科技电气有限公司。经过华宁热电专业组、国际电气采购组及外聘专家组对投标文件的审查、技术文件的响应、报价的高低等多方面的评比后，最终在2015年11月公示中标单位为北京顺隆千业电气有限公司。
2、设备安装：2015年12月22日热网疏水泵四台电动机的变频控制柜全部到厂，安装工程由北京顺隆千业电气有限公司承包。由于机组正处于供热期间，热网系统的设备不能停运，因此对其逐一进行退备改造，历时一个月时间完成热网疏水泵变频改造。2016年3月8日#1机组C级检修，开始对其#1、#2凝结水泵和#1、#2低加疏水泵进行变频改造，在4月8日正式投入运行。2016年5月4日#2机组临停检修，由于停机时间较短，仅完成两台凝结水泵变频控制柜和一台低加疏水泵变频控制柜的安装和控制电缆的敷设工作，10月7日#2机组C级检修，完成其#1、#2凝结水泵和#1、#2低加疏水泵的变频改造，于11月1日正式投入运行。
本次共改造共对12台低压大功率电动机增加了变频控制系统，其中对#1、#2、#4、#5热网疏水泵4台电动机分别改造为一拖一变频控制，对#1、#2机组的#1、#2凝结水泵4台电动机分别改造为一拖一变频控制，对#1、#2机组的#1、#2低加疏水泵4台电动机分别改造为一拖二变频控制。
拆除原有的4台热网疏水泵控制柜，安装4套新的变频控制柜，拆除原有的动力电缆，重新敷设动力电缆55米，控制电缆200米，DCS系统增加5块板卡；在汽机房零米安装4套凝结水泵和2套低加疏水泵的变频控制柜，重新敷设动力电缆65米，控制电缆1740米，DCS系统增加14块板卡。
三、项目试运过程
1、热网疏水泵变频控制系统分别在2016年1月22日完成全部试运，期间未发生设备异常事件，变频器运行稳定，各项指标均达到了预期效果。
2、#1机凝结水泵和低加疏水泵变频控制系统分别与2016年4月8日完成全部试运，低加疏水泵运行正常，变频器运行稳定，各项指标均达到了预期效果；凝结水泵变频器运行正常，但由于变频运行后，改变了其原有的运行方式，其在不同的频率段发生了共振现象，经过对两台凝结水泵进行动平衡试验，分别在两台凝结水泵非驱动端的风扇叶片上增加配重，改变凝结水泵的振动区，同时在#1凝结水泵的基础上增加槽钢支架固定，并对#2凝结水泵设置两个跳转频率段（38Hz—39.8Hz、43.3Hz—44.8Hz），从而保障了设备的正常运行。
3、#2机凝结水泵和低加疏水泵变频控制系统分别与2016年11月1日完成全部试运，低加疏水泵运行正常，变频器运行稳定，各项指标均达到了预期效果；凝结水泵与#1机组运行情况相同，依然存在共振区段，对#2机组的两台凝结水泵的基础上增加槽钢支架固定，很好的避免了凝结水泵在低频段的振动，但#1凝结水泵在45Hz以上振动超标严重，#2凝结水泵在47Hz以上振动超标。为保障设备可靠运行，对其#1凝结水泵变频器设置跳转频率（45.1Hz—50Hz），#2凝结水泵由运行人员配合调节。
四、项目实施后运行情况及数据对比分析
4台热网疏水泵变频投入运行后，最小供热量至最大供热量时，热网疏水泵变频运行下，降低厂用电率约0.06%；#1机组凝结水泵变频投入运行后，降低厂用电率约0.07%；#1机组低加疏水泵变频投入运行后，降低厂用电率约0.02%；#2机组凝结水泵变频投入运行后，降低厂用电率约0.07%；#2机组低加疏水泵变频投入运行后，降低厂用电率约0.02%。
项目工程总投资金额为102.5641万元，总决算金额为74.359067万元，结余资金为28.205033万元。两台机组按年利用小时数4800小时，两台机组总负荷210MW工况下，上网电价0.2126元计算年大约节约人民币为：4800×21（万Kwh）×0.18%×0.2126+2400×21（万Kwh）×0.06%×0.2126=44.99万元。综上计算，机组运行一年，12台低压电动机变频运行所节约的电费约为44.99万元。
五、项目的问题及建议
前期策划时考虑不全面，未充分考虑到多级离心泵的振动问题。在今后改造中，应全面考虑，多专业配合，防止在改造后出现新的不可控的问题，将这些问题消除在萌芽状态。
