張卓 張曉軍

摘 要：為實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能降耗的目標(biāo)，將循環(huán)水泵電機(jī)由原來(lái)的單一轉(zhuǎn)速改為雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。分析表明，同一水溫及負(fù)荷工況下，低速運(yùn)行循環(huán)水泵時(shí)，節(jié)能效果明顯。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵 雙速 節(jié)能 改造

中圖分類號(hào)：TH38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（b）-0159-01

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，發(fā)電廠節(jié)能降耗成為重要課題。在廠用電中，電動(dòng)機(jī)是消耗電能的主要設(shè)備，因此，加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的節(jié)電管理顯得尤為重要。近年來(lái)，電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)發(fā)電廠，其運(yùn)速方式較多，主要有以下幾種：（1）雙速；（2）串極調(diào)速；（3）高壓變頻；（4）永磁調(diào)速，等等。其中，雙速改造技術(shù)以其可靠性強(qiáng)、改造費(fèi)用低能夠節(jié)省資金以及維護(hù)運(yùn)行保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)被更多的發(fā)電廠所認(rèn)可并采取到日常工作中。此方法僅改變定子繞組的接線方式，不添置額外的開關(guān)和改變?nèi)魏卧O(shè)備，即可達(dá)到兩種速度。因此，在四季水溫及負(fù)荷工況變化時(shí)，通過(guò)改變循環(huán)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，即可大幅度降低循泵耗電量，節(jié)約能源。

1 循環(huán)水的需求量與水溫及負(fù)荷的關(guān)系

循環(huán)水的作用是冷卻，所以也叫循環(huán)冷卻水。它的作用是將排入凝汽器的熱量帶走。當(dāng)帶走的熱量一定時(shí)，冷卻水的溫度越低，需要的冷卻水量越少；反之，冷卻水的溫度越高，需要的冷卻水量越多。如果冷卻水溫一定，而需它帶走的熱量在變化，那么，要它帶走的熱量越多，所需冷卻水量就越大；要它帶走的熱量越少，所需冷卻水量就越小。這就是循環(huán)水的需求量隨水溫和熱負(fù)荷的變化而變化的規(guī)律。機(jī)組效率高時(shí)，排入凝汽器的熱量小于設(shè)計(jì)值，所需循環(huán)水量就少些；反之，機(jī)組效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值，使排入凝汽器的熱量大于設(shè)計(jì)值，需要循環(huán)水量就必須增大，不然就達(dá)不到所要求的運(yùn)行真空。

2 改造前循環(huán)水泵運(yùn)行情況

河源電廠目前總裝機(jī)容量為2×600 MW機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)循環(huán)水泵，出口節(jié)門采用蝶閥，只有全開全關(guān)兩個(gè)位置。機(jī)組運(yùn)行中，不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。在季溫偏低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)單臺(tái)循泵供冷卻水不足，而兩臺(tái)循泵供冷卻水偏多的現(xiàn)象。為解決這一能耗問(wèn)題，現(xiàn)將2B循環(huán)水泵進(jìn)行雙速改造，通過(guò)2A、2B兩臺(tái)循泵的轉(zhuǎn)速搭配，達(dá)到優(yōu)化的目的。

3 循環(huán)水泵的節(jié)能改造

3.1 循環(huán)水泵雙速改造的原理

電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=n1（1-s）=（1-s）60f1/P1，其中：P1為電機(jī)極對(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率；n1為同步轉(zhuǎn)速。改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)P1，即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。

根據(jù)泵類流體定律，改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)系式為： Q1/Q2 = n1/n2，H1/H2 = （n1/n2） 2，P1/P2 = （n1/n2）3。其中Q1、H1、P1、Q2、H2、P2分別表示在轉(zhuǎn)速n1和n2情況下水泵的流量、揚(yáng)程和所需軸功率。根據(jù)公式，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量成正比關(guān)系下降、揚(yáng)程成平方關(guān)系下降、泵的軸功率成3次方關(guān)系下降，因此電機(jī)改造后有功功率消耗會(huì)大幅度下降。

3.2 循環(huán)水泵電機(jī)改造的要點(diǎn)

河源電廠2B循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行16/18極改造。

改造前型號(hào)為：YKSL3150-16/2150-16 kV 372 r/min湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)。

改造后型號(hào)為：YKSLD3150/2180/-16/186 kV 372 r/min和333 r/min。

（1）電機(jī)改造后極數(shù)由16極改為18極，額定功率由3150 kW變?yōu)?180 kW，額定電流由386.4 A變?yōu)?86.1 A，功率因數(shù)由0.83變?yōu)?.78，額定轉(zhuǎn)速由372 r/min變?yōu)?33 r/min，定子繞組接線由4Y改為2△接法。在高低速切換的過(guò)程中，相應(yīng)的二次CT接線，以及6 kV綜合保護(hù)參數(shù)都需要重新修改。

（2）定子繞組全部更換，拆除舊線圈的同時(shí)防止損傷鐵芯，各連接部分牢固可靠，定子繞組要兼顧高低速的性能。

（3）定子鐵芯的檢查，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的校驗(yàn)，絕緣漆、防電暈的處理。

（4）電機(jī)繞組的直阻、絕緣、直流耐壓及泄漏電流、交流耐壓、定子鐵芯損耗、空載試驗(yàn)。

（5）電機(jī)的高壓引線和中性點(diǎn)引線盒均不變，在中性點(diǎn)引線盒旁單獨(dú)設(shè)立一個(gè)高低速接線端子切換箱，電機(jī)高低速運(yùn)行的選擇，只需在停電時(shí)改變切換箱內(nèi)的連接片的連接方式即可。

（6）切換箱內(nèi)接線端子形式如圖1。

3.3 循環(huán)水泵電機(jī)改造的經(jīng)濟(jì)性

改造完成后，2號(hào)機(jī)組的循環(huán)水泵可能的運(yùn)行方式有：?jiǎn)伪玫退龠\(yùn)行、單泵高速運(yùn)行、1臺(tái)高速和1臺(tái)低速并聯(lián)運(yùn)行、兩臺(tái)高速并聯(lián)運(yùn)行四種方式。

估算電機(jī)節(jié)能效果，2B循泵電機(jī)其高速與低速運(yùn)行的輸入功率之差為970 kW，若每年按低速運(yùn)行4個(gè)月，則節(jié)能效果為：970 kW×120（天）×24h=279萬(wàn) kW·h假設(shè)電力上網(wǎng)費(fèi)以0.4元/ kW·h計(jì)算，則節(jié)電效益為：279×0.4=111萬(wàn)元，投資回報(bào)明顯可見(jiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵的雙速改造，滿足了機(jī)組在不同季節(jié)和不同負(fù)荷工況下對(duì)循環(huán)水量的要求，不僅增加了循環(huán)水泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的靈活性，也取得了相當(dāng)顯著的節(jié)能效果，降低了發(fā)電成本，提升了電廠的經(jīng)濟(jì)效率。

參考文獻(xiàn)

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