我国大中型泵站都应用了哪些先进技术.docx

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1、我国大中型泵站都应用了哪些先进技术？目录前言11 .轴流泵叶片角度液压调节技术11.1. 技术优点11.2. 技术缺点22 .高压变频调节技术22. 1.概述23. 2.技术优点44. 3.应用的局限性45. 4.高压变频技术应用现状43 .大型潜水泵齿轮箱变速技术43. 1.技术优点44. 2.应用现状54 .大型潜水贯流泵技术55 .技术供水二次冷却技术55. 1.技术优点55. 2.技术缺点55. 3.应用现状5前言大中型泵站单机流量和配套的电动机功率均较大。对于大中型低扬程泵站 而言，尤其是排涝泵站由于其功能任务的要求，泵组的可靠性、稳定性和应急 响应能力十分重要。因此，在泵组的选型和

2、设计时，如何充分协调和处理泵组 技术先进性、高效性和泵组稳定性、可靠性之间的相互关系，显得尤为重要。大中型泵站中应用的先进技术主要可分为以下几类：1 .轴流泵叶片角度液压调节技术1.1. 技术优点(1)降低配套电动机功率在泵组起动和高扬程下运行时，可以通过液压调节 机构，将叶片向小角度调节，以降低水泵轴功率，减少配套的电动机功率，节 省工程投资。(2)优化水泵运行工况可根据进、出水池水位差，通过调节叶片安装角度， 在保证泵组流量的前提下，优化水泵运行工况，提高泵组运行效率和稳定性。(3)调节平稳、可靠叶片角度液压调节具有传统液压系统工作平稳的特点， 也通过叶片角度的电气和机械双套反馈装置，保证

3、叶片角度调节的准确性和不 出现较大的漂移，实现泵组的稳定运行。1.2. 技术缺点部分泵型的液压全调节系统技术未普及用液压全调系统由调节器、授油 器、操作油管、轮毂内操作传动机构以及信号反馈装置等组成。该系统在立式 泵上技术已经较成熟，结构型式趋于固定用但是在带齿轮箱的泵组中(如斜式 泵和竖井贯流泵)，国内在该系统的设计、制造、调试和运行等相关环节尚缺 乏成熟经验，因此系统技术尚可进一步借鉴水电站水轮机的相关技术，尤其是 授油器的安装位置、反馈型式等关键技术有待于进一步优化。2 .高压变频调节技术1 .1.概述一、技术名称：高压变频调速技术二、技术所属领域及适用范围电力、轧钢、造纸、化工、水泥、

4、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床 等工业IkV以上的高压交流电机。三、与该技术相关的能耗及碳排放现状全国电动机装机总容量已达4亿多kW,年耗电量达12000亿kWh,占全 国总用电量的60%,占工业用电量的80%；其中风机、水泵、压缩机的装机 总容量已超过18亿kW,年耗电量达8000亿kWh,占全国总用电量的40% 左右。目前，仅有约15%左右变频调速运行。目前该技术可实现节能量90万 tcea, Co2 减排约 238 万 t/a。四、技术内容1 .技术原理高压变频调速技术采用单元串联多电平技术或者IGBT元件直接串联高压 变频器等技术，实现变频调速系统的高输出功率(功率因数0.9(5)

5、,同时消除 对电网谐波的污染。对中高压、大功率风机、水泵的节电降耗作用明显，平均 节电率在30%以上。2 .关键技术单元串联多电平技术采用功率单元串联电压相加回路，采取变压器多绕组 别分组分压整流单元均压，单元电平叠加，通过IGBT逆变桥进行正弦(PWM) 控制，可得到单项交流输出，每个功率模块结构及电气性能上完全一致，可以 互换。3 .工艺流程具体工艺流程及原理图见图1,图2。高压变频调速技术五、主要技术指标2 .效率：296%；3 .输出电压范围：3kVllkV;3,输入电流谐波总含量：4%;4,输入功率因数：20.95。六、技术鉴定、获奖情况及应用现状该技术1997年通过了国家机械工业局

6、组织的技术鉴定，并在部分电力， 冶金推广应用，技术成熟可靠，节能经济效益好。七、典型应用案例典型案例1：北京大唐发电公司陡河发电厂建设规模：IOoOkW6kV风机高压变频器改造。主要技改内容：125MW 调峰机组风机变频调节，主要设备为IOOOkW6kV风机变频器。节能技改投资 280万元，建设期18个月。每年可节能1160tce,年节能经济效益100万 元，投资回收期24个月。典型案例2：大冶特钢第四炼钢厂建设规模：160OkW6kV除尘风机高压变频器改造。主要技改内容：70t 交流电弧炉除尘风机变频调节，主要设备为1600KW/6KV除尘风机变频器。 节能技改投资280万元，建设期12个月

7、。每年可节能2362tce,年节能经济 效益276万元，投资回收期12个月。八、推广前景及节能减排潜力目前，我国大功率的风机、水泵等设备约有30000万台，其中只有约4000台设备进行了变频改造，未来5年，预计推广到50%,总投入38亿元， 节能能力可达300万tcea,减排能力792万tC02ao2. 2.技术优点(1)节能显著高压变频技术主要应用于大型的供水泵站。通过高压变频使得 泵组在低扬程工况下，可以通过降速此维持泵组按要求的设计流量运行，避免 了因扬程降低而造成的电能浪费用同时，也减少泵组轴功率，起到节能的作 用。(2)改善泵组运行状态泵组进入低扬程运行后，其NPSHr会显著增加，水

8、 泵抗汽蚀的能力减弱，机组振动、噪声均可能相应加大。通过变频调节，可以 降低转速值，减小NPSHr,避免水泵发生汽蚀，提高泵组运行的稳定性。(3)调节灵活高压变频调节简单、灵活，可以通过压力和流量等信号控制泵 组变频运行。2. 3.应用的局限性由于高压变频器配置所需的投资大，尤其是单机容量较大的大中型变频器 不仅成本高，而且对布置、运行维护条件的要求也高。此外，国内相关变频器 制造企业的研发生产能力也有待提高，因此其应用受到一定限制。3. 4.高压变频技术应用现状高压变频技术已经在大、中型供水工程中逐步得到应用，例如：嘉兴域外 引水工程、上海青草沙供水工程等。3.大型潜水泵齿轮箱变速技术3.

9、1.技术优点可减少电动机尺寸，提高装置效率。为了减少大型潜水泵的配套电动机尺 寸，保证水泵具有良好的过流条件，减少水力损失在水泵口径160Omm左右 时，采用高速电动机配行星齿轮箱的技术，可有效提高泵站装置效率，降低运 行成本。4. 2.应用现状国内大多数的大型潜水泵站均采用了齿轮箱变速方案。浙江省袍江泵站等 也采用了潜水泵配套齿轮箱变速的方案。4 .大型潜水贯流泵技术主要技术优点为：水力损失小，装置效率高。大型潜水贯流泵技术的应用已经将潜水贯流泵的最大单机流量提高到 25m3s左右。该技术使得潜水贯流泵可以被应用到所有的低扬程大中型泵站 中。由于潜水贯流泵与竖井贯流泵相比，布置简单计机电安装

10、速度快，运行噪 声低，因此目前己经被越来越多的中型泵站采用用而随着其大型化技术日趋成 熟，使得潜水贯流泵可以进一步取代竖井贯流泵的位置，应用到更多的较大型 泵站中。5 .技术供水二次冷却技术5. 1.技术优点(1)水质清洁可避免技术供水管路堵塞二次冷却系统采用自来水密闭循环， 对设备进行冷却，水质清洁、无杂质，主要应用于大型干式泵站，因大型机组 的冷却润滑用水量大，且对水质要求较高。采用河水做为润滑冷却水源容易造 成滤水器及管路堵塞，影响机组正常使用。尤其在排涝期间，河道水质较差， 技术供水管路易被堵塞，影响泵站运行。(2)循环使用可节约自来水用量由于循环系统是密闭的，所以自来水损失率 很低，大大降低了自来水用量。5. 2.技术缺点系统主要由技术供水加压泵、循环泵、板式热交换器、全自动滤水器和自 来水箱等设备组成。因此，系统比常规的技术供水系统复杂，机电安装工作量 较大，机组管路较复杂。5. 3.应用现状目前，二次冷却系统在国内泵站中已逐步有较多应用。如南水北调邳州 站、上海青草沙引水工程、浙江余姚泗门泵站和浙江湖浦泵站等大型泵站，均 采用了不同型式的二次冷却系统，且使用情况良好，值得推广。目前浙江正在 建设的南台头泵站、卧旗泵站和马山闸站等大型工程，也采用了二次冷却技 术。