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      循環(huán)水泵電機雙速節(jié)能改造①

      2013-04-29 12:04:24張卓張曉軍
      科技資訊 2013年8期
      關(guān)鍵詞:雙速改造節(jié)能

      張卓 張曉軍

      摘 要:為實現(xiàn)機組節(jié)能降耗的目標,將循環(huán)水泵電機由原來的單一轉(zhuǎn)速改為雙速電機驅(qū)動。分析表明,同一水溫及負荷工況下,低速運行循環(huán)水泵時,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:TH38 文獻標識碼:A 文章編號: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,電動機是消耗電能的主要設(shè)備,因此,加強電動機的節(jié)電管理顯得尤為重要。近年來,電動機調(diào)速運行技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個發(fā)電廠,其運速方式較多,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、改造費用低能夠節(jié)省資金以及維護運行保養(yǎng)方便等優(yōu)點被更多的發(fā)電廠所認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,即可達到兩種速度。因此,在四季水溫及負荷工況變化時,通過改變循環(huán)水泵電機轉(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。當帶走的熱量一定時,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荷的變化而變化的規(guī)律。機組效率高時,排入凝汽器的熱量小于設(shè)計值,所需循環(huán)水量就少些;反之,機組效率達不到設(shè)計值,使排入凝汽器的熱量大于設(shè)計值,需要循環(huán)水量就必須增大,不然就達不到所要求的運行真空。

      2 改造前循環(huán)水泵運行情況

      河源電廠目前總裝機容量為2×600 MW機組,每臺機組配置兩臺循環(huán)水泵,出口節(jié)門采用蝶閥,只有全開全關(guān)兩個位置。機組運行中,不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺數(shù)來調(diào)節(jié)。在季溫偏低時,會出現(xiàn)單臺循泵供冷卻水不足,而兩臺循泵供冷卻水偏多的現(xiàn)象。為解決這一能耗問題,現(xiàn)將2B循環(huán)水泵進行雙速改造,通過2A、2B兩臺循泵的轉(zhuǎn)速搭配,達到優(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

      電機轉(zhuǎn)速公式n=n1(1-s)=(1-s)60f1/P1,其中:P1為電機極對數(shù);s為轉(zhuǎn)差率;n1為同步轉(zhuǎn)速。改變電機的極對數(shù)P1,即可改變電機轉(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、揚程和所需軸功率。根據(jù)公式,當電機的轉(zhuǎn)速下降時,流量成正比關(guān)系下降、揚程成平方關(guān)系下降、泵的軸功率成3次方關(guān)系下降,因此電機改造后有功功率消耗會大幅度下降。

      3.2 循環(huán)水泵電機改造的要點

      河源電廠2B循環(huán)水泵電機進行16/18極改造。

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

      改造后型號為:YKSLD3150/2180/-16/186 kV 372 r/min和333 r/min。

      (1)電機改造后極數(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。在高低速切換的過程中,相應(yīng)的二次CT接線,以及6 kV綜合保護參數(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)子動平衡的校驗,絕緣漆、防電暈的處理。

      (4)電機繞組的直阻、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。

      (5)電機的高壓引線和中性點引線盒均不變,在中性點引線盒旁單獨設(shè)立一個高低速接線端子切換箱,電機高低速運行的選擇,只需在停電時改變切換箱內(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)水泵電機改造的經(jīng)濟性

      改造完成后,2號機組的循環(huán)水泵可能的運行方式有:單泵低速運行、單泵高速運行、1臺高速和1臺低速并聯(lián)運行、兩臺高速并聯(lián)運行四種方式。

      估算電機節(jié)能效果,2B循泵電機其高速與低速運行的輸入功率之差為970 kW,若每年按低速運行4個月,則節(jié)能效果為:970 kW×120(天)×24h=279萬 kW·h假設(shè)電力上網(wǎng)費以0.4元/ kW·h計算,則節(jié)電效益為:279×0.4=111萬元,投資回報明顯可見。

      4 結(jié)語

      通過對循環(huán)水泵的雙速改造,滿足了機組在不同季節(jié)和不同負荷工況下對循環(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)濟效率。

      參考文獻

      [1]李繼忠.循環(huán)水泵電機雙速改造在600MW機組中的應(yīng)用[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2012,17(1):66-70.

      [2]馮炎.高效雙速循環(huán)水泵的研究與應(yīng)用[J].水利電力機械,2002,24(3):15-16.

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