施工技術(shù)第4卷第22期后|CONSTRUCTION2014年8月火力發(fā)電廠循環(huán)水泵雙速節(jié)能改造李忠國(guó)張晗賈樹研華能鶴崗發(fā)電有限公司摘要:在電力市場(chǎng)日益競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下，電機(jī)雙速技術(shù)應(yīng)用具有較大推廣價(jià)值。循環(huán)泵電機(jī)改造雙速調(diào)節(jié)后，將大大提高機(jī)組循環(huán)水調(diào)節(jié)的靈活性，優(yōu)化了循環(huán)泵運(yùn)行方式，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約廠用電和降低供電煤耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。電機(jī)雙速改造屬于較為成熟的技術(shù)，具有較大的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠;循環(huán)水泵;雙速節(jié)能;改造中圖分類號(hào): TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A引言:三、循環(huán)水泵雙速改造簡(jiǎn)化方案在鶴崗廠- -期2*300MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)，設(shè)置兩臺(tái)50%容根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際情況和季節(jié)水溫變化程度，循環(huán)水泵量的循環(huán)泵，凝汽器所需水量與進(jìn)水溫度有關(guān)，運(yùn)行人員主要電 機(jī)進(jìn)行雙速改造是實(shí)用有效的。大多采用變前極和變后極都根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境溫度等因索啟停循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，一般情是 60°相帶的換相法，單繞組雙速改造一般采用反向法 和換向況下，冬季運(yùn)行1臺(tái)，春、夏、秋季運(yùn)行2臺(tái)。這種調(diào)節(jié)循環(huán)水法兩種， 這種方法能使電機(jī)在兩種轉(zhuǎn)速時(shí)均能獲得良好的運(yùn)行流量運(yùn)行方式，雖然有一定的經(jīng)濟(jì)性，但不能滿足機(jī)組在不同性能， 既對(duì)變極后( 低速)的技術(shù)參數(shù)能滿足使用要求，也能負(fù)荷和春、夏、秋、冬四季環(huán)境溫度變化對(duì)循環(huán)水入口溫度的保留電機(jī)變極前速度(高速)時(shí)的技術(shù)參數(shù)。電機(jī)變極切換,要求，同時(shí)，也存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象。為降低發(fā)電成本，只要在-只專用出線盒內(nèi)改變連接板的連接即可。根據(jù)水泵的機(jī)械特性，泵的流量與轉(zhuǎn)速一- 次方成正比，揚(yáng)程與據(jù)以上分析，每臺(tái)機(jī)組可以只將- - 臺(tái)泵改造為雙速泵，雖轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正，當(dāng)通過(guò)降低轉(zhuǎn)速以然 不能兩臺(tái)低速泵并聯(lián)運(yùn)行，但除此之外所有運(yùn)行組合方式都減少流量來(lái)達(dá)到節(jié)流的目的時(shí)，所消耗的功率降低很多。經(jīng)綜能實(shí)現(xiàn):冬季根據(jù)負(fù)荷情況，可以選擇單臺(tái)低速或全速泵運(yùn)合調(diào)研，確定通過(guò)電氣調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速方法，來(lái)提高機(jī)組循環(huán)行; 其他季節(jié)可以選擇-臺(tái)低速 與-臺(tái)全速泵并聯(lián)運(yùn)行。夏季水系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，更好地滿足機(jī)組對(duì)循環(huán)水人口的要求，高 負(fù)荷下仍有兩臺(tái)全速泵投運(yùn)的選擇。最大限度地發(fā)揮低速泵降低循環(huán)泵的能耗，節(jié)約廠用電量，達(dá)到節(jié)能增效的目的。的作用，以實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)的最大化。一、循環(huán)水量應(yīng)隨冷卻水溫和熱負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)整關(guān)于電動(dòng)機(jī)的改動(dòng)，為使電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下取得最佳效循環(huán)水的作用是冷卻，簡(jiǎn)稱冷卻水，旨在將排人凝汽器的率， 要優(yōu)化電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)本體設(shè)計(jì)，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的定子線圈及定熱量帶走。凝汽器熱負(fù)荷與循環(huán)水的關(guān)系式:子線圈接線方式，力求電機(jī)在兩種轉(zhuǎn)速下效率、功率因數(shù)等性QT=GWTxCPT (2T-1T)能指標(biāo)最佳，要保證定子繞組經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、諧波分析后，一式中, QT為凝汽器熱負(fù)荷, kW; GW:為循環(huán)水流量, kg/s;切順利。CpT為循環(huán)水的平均溫度下的比熱容，kJ/ (kg.C); t2T為凝汽電動(dòng)機(jī)內(nèi)部引出接頭固定在-一個(gè)出線盒內(nèi)接線板上，電動(dòng)器出口冷卻水溫度，C; tIT 為凝汽器人口冷卻水溫度，C。機(jī)以外的設(shè)備不做任何改動(dòng)，仍采用原電纜及配電設(shè)備，用連假定凝汽器熱負(fù)荷和凝汽器出口冷卻水溫度是不變量，凝接片分別按兩種轉(zhuǎn)速接線連接圖連接，可調(diào)整電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)汽器人口冷卻水溫度越低，需要的冷卻水量越少;反之越多。速。 此種方案可實(shí)現(xiàn)投資最小化，只須在換季或需要時(shí)，將連假定凝汽器人口冷卻水溫度不變，凝汽器熱負(fù)荷越多，所需冷接 片倒換一下連接方式即可。卻水量就越多;反之越少。對(duì)于純凝機(jī)組，冬季的循環(huán)水溫在四、電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式的選擇10C左右，夏季循環(huán)水溫在30C左右，機(jī)組即使在相同負(fù)荷及異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:工況下運(yùn)行，所需的循環(huán)水量也是不同的。對(duì)于帶抽汽的凝汽n=60f(1-8) /p .式機(jī)組，是否帶抽汽運(yùn)行及所帶抽汽量大小，凝汽器的熱負(fù)荷式中: f一頻率; s-轉(zhuǎn)差率; p-極對(duì)數(shù)。是不同的，相應(yīng)所需的循環(huán)水量隨之改變。由公式可知，電動(dòng)機(jī)調(diào)速有三種方式:改變供給電動(dòng)機(jī)的二、不同轉(zhuǎn)速泵并聯(lián)運(yùn)行問題電源頻率;改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù);改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率。變頻為得到不同臺(tái)數(shù)循環(huán)水泵的配置方式，以適應(yīng)不同機(jī)組負(fù)調(diào)速 屬于改變供給電動(dòng)機(jī)的電源頻率的一-種電氣調(diào)速方式， 內(nèi)苛，每臺(tái)機(jī)組只對(duì)一臺(tái)循環(huán)泵電機(jī)進(jìn)行改造。此時(shí)我們最關(guān)心饋斬波調(diào)速屬于改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率的一-種電氣調(diào)速方式， 變的問題:是低速泵和全速泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的性能。2009年，河北頻調(diào)速與內(nèi)饋斬波同屬高效無(wú)極調(diào)速方式。變極調(diào)速屬于改變省電力研究院在某電廠做了立式斜流泵雙速運(yùn)行試驗(yàn)。結(jié)果顯電動(dòng)機(jī)的極 對(duì)數(shù)的一種電 氣調(diào)速方式，變極調(diào)速屬于高效有極示，雙泵高低速并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水流量小于并聯(lián)前兩泵單獨(dú)調(diào)速方式?；鹆Πl(fā)電廠循環(huán)泵運(yùn)行方式受季節(jié)因素影響較大,運(yùn)行時(shí)的流量之和，但并聯(lián)時(shí)的循環(huán)水泵揚(yáng)程比并聯(lián)前兩泵單在同樣的環(huán)境溫度 條件下，循環(huán)泵的運(yùn)行方式基本不變，無(wú)需獨(dú)運(yùn)行時(shí)的揚(yáng)程都大。并聯(lián)時(shí)的總流量小于并聯(lián)前每臺(tái)泵單獨(dú)連續(xù)調(diào) 節(jié)循環(huán)泵的中國(guó)煤化工相對(duì)固定和改工作時(shí)的流量之和，其減少的程度隨泵并聯(lián)臺(tái)數(shù)的增加、管路造成本等綜合因素MHCNMHG調(diào)速方式(即特性曲線的陡緩程度而增大。電動(dòng)機(jī)為雙速調(diào)速第4卷第22期施工技術(shù)2014年8月CONSTRUCTION五、雙速調(diào)速電機(jī)的基本原理此，發(fā)電廠節(jié)能工作要抓住“同能不同價(jià)”的特點(diǎn)，因地制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:宜,最大限度地降低綜合發(fā)電成本。n=60f(1-s)個(gè)p2、雙速循環(huán)水泵改造的經(jīng)濟(jì)性由于--般異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率s都很小，電機(jī)改造完成后雙泵高速和低速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定一致， 雙泵電流在的轉(zhuǎn)速n=n1 (1-s)決定于同步轉(zhuǎn)速n1。從n1=60fp可見， 在同一 工況接近，雙泵流量在同- -工況接近，一高一低并列運(yùn)電源頻率f不變的情況下，改變定子繞組的相對(duì)數(shù)p，同步轉(zhuǎn)速行能夠?qū)崿F(xiàn)， 工況穩(wěn)定，系統(tǒng)檢查正常。單泵A運(yùn)行高/低速nl就發(fā)生變化，異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)成反比，磁電 流比為147.8/109.7A，電流降38.1A，節(jié)電率25.78%;雙高極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速n1下降至原轉(zhuǎn)速的--半,電動(dòng)機(jī)額或雙低工況下A循泵運(yùn)行高/低速電流比為141.8/103.2A，電定轉(zhuǎn)速n也將下降近似- -半，所以改變磁極對(duì)數(shù)可以達(dá)到改變流 降38.6A，節(jié)電率27.22%;單泵B運(yùn)行高/低速電流比為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。148.5/109A， 電流降39.5A，節(jié)電率26.60%;雙高或雙低工況B雙速異步電動(dòng)機(jī)的變速是采用改變定子繞組的連接方式，泵運(yùn) 行高/低速電流比為141.9/104.8A，電流降37.1A, 節(jié)電率也就是說(shuō)用改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)，從而使電機(jī)用一查26.15%。這- -數(shù)據(jù)說(shuō)明循環(huán)水泵雙高改雙低運(yùn)行方式單機(jī)廠用繞組獲得兩種轉(zhuǎn)速。雙速電機(jī)高、低轉(zhuǎn)速，主要是通過(guò)以下外電率可 以降低約0.26%。負(fù)荷210MW,循環(huán)水溫度15C電動(dòng)機(jī)部控制線路的切換來(lái)改變電機(jī)線圈的繞組連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。由雙高速切向雙低速真空降低0.7KPa,端差由9C降到4C，過(guò)(1)在定子槽內(nèi)嵌有兩個(gè)不同極對(duì)數(shù)的共有繞組，通過(guò)外冷度由 -2C升到0%，發(fā)電煤耗降低2.9142g/KWh。部控制線路的切換來(lái)改變電機(jī)定子繞組的接法來(lái)實(shí)現(xiàn)變更磁極根據(jù)A泵電機(jī)高低速電流差值計(jì)算對(duì)數(shù);I=147-109.7=38.1A功率因數(shù)取 0.75C0S(2)在定子槽內(nèi)嵌有兩個(gè)不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組。電機(jī)低速運(yùn)行較高速運(yùn)行日節(jié)約電能(3)在定子槽內(nèi)嵌有兩個(gè)不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組，而且每P=1.732*6*38.1*0.75*24=9502KW個(gè)繞組又可以有不同的聯(lián)接。雙速異步電動(dòng)機(jī)的這種調(diào)速方法取上網(wǎng)電價(jià)0.348元/KWh月節(jié)約資金是有級(jí)的，不能平滑調(diào)速，而且只適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)。9502*30*0.348= 99200元六、電機(jī)改造方案按每臺(tái)電機(jī)每年6個(gè)月低速運(yùn)行，4臺(tái)泵年可以節(jié)約根據(jù)改造的必要性和節(jié)能降耗的空間，確立將原循環(huán)泵4*6*99200-3571200元2-1電動(dòng)機(jī)16極單速電機(jī)改為雙速( 16/18極)電機(jī)，增加優(yōu)化按每臺(tái)電機(jī)改造費(fèi)用14萬(wàn)元計(jì)算; 4臺(tái)電機(jī)改造費(fèi)用共計(jì)調(diào)節(jié)方式。14*4-56萬(wàn)元。鶴崗電廠- .期安裝兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)300WM發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)配可見循環(huán)泵電機(jī)經(jīng)過(guò)改造后，完全可以滿足機(jī)組運(yùn)行要有兩臺(tái)S型單極雙吸水式循環(huán)水泵。參數(shù)如下:水泵型號(hào)，求， 每年10月到第二年5月運(yùn)行節(jié)能效果顯著，并且循環(huán)水泵1400S20;流量, 15660m'h;揚(yáng)程: 20mH2O; 轉(zhuǎn)速，370r/運(yùn)行方式多樣化， 可以高低速運(yùn)行、可以單高速或單低速運(yùn)nin; 配用功率，1250KW; 電機(jī)型號(hào)，Y1250- 16/1730; 電壓， 行，極大地適應(yīng)和滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際負(fù)荷變化的需要。6000V;轉(zhuǎn)速，371r/min; 電流，167A。 電機(jī)改造前/后，電機(jī)八、結(jié)語(yǔ)極數(shù)16/18P;轉(zhuǎn)速，321/371; 電流，134/167A。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)和不聯(lián)鎖關(guān)系: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)兩臺(tái)循環(huán)泵互為備用，當(dāng)工作泵因事故跳閘時(shí)，備用泵自節(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)電動(dòng)投入。當(dāng)循環(huán)泵出口閥門開啟時(shí)，閉鎖合閘。當(dāng)循環(huán)泵投入成本， 提升了電廠的經(jīng)濟(jì)效率。運(yùn)行穩(wěn)定后，聯(lián)鎖開啟出口閥門。當(dāng)循環(huán)泵出口閥開啟時(shí)，閉參考文獻(xiàn):鎖手動(dòng)跳閘。[1]林柏，李東輝，胡光，馬景冬.火力發(fā)電廠循環(huán)水泵雙七、循環(huán)水泵電機(jī)改造的經(jīng)濟(jì)性速節(jié)能改造分析[]黑龍江電力，2003, 06: 429 -431.1、節(jié)約用電可以最大限度地降低綜合發(fā)電成本[2]王銳，姚志春，王健，廖霜和.火力發(fā)電廠循環(huán)水泵電發(fā)電廠是能量轉(zhuǎn)換工廠，從熱力學(xué)分析看，經(jīng)過(guò)鍋爐、汽機(jī)雙速改造 的應(yīng)用[A].江蘇省電力工程學(xué)會(huì)、安徽省電力工程輪機(jī)和發(fā)電機(jī)把燃料的化學(xué)能依次轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋C(jī)械能和電學(xué)會(huì)、浙江省電力學(xué)會(huì).第六屆電力工業(yè)節(jié)能減排學(xué)術(shù)研討會(huì)能，能量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中不可避免地存在各種損失，可用能逐論 文集[C].江蘇省電力工程學(xué)會(huì)、安徽省電力工程學(xué)會(huì)、浙江步降低，’但能量的價(jià)值卻逐步增加，熱能的能價(jià)大于煤的能省電力學(xué)會(huì): ，2011: 3.價(jià)，而電能的能價(jià)大于熱能的能價(jià)。如發(fā)熱量為20MJ/kg的原[3]浦鈺青，徐松泉，殷飛.循環(huán)水泵電機(jī)雙速節(jié)能改造[].煤價(jià)格為260元/t,其能價(jià)為0.013元/MJ;而價(jià)格為0.33元//機(jī)械研究與應(yīng)用， 2009, 05: 133- 134+136.(kW"h )的電能，其能價(jià)為0.0917元/MJ。電煤能價(jià)比為7,即[4]鮑金春.循環(huán)水泵雙速電機(jī)的節(jié)能改造[J].華電技術(shù)，節(jié)約1MJ電能給企業(yè)帶來(lái)的效益相當(dāng)于節(jié)約7MJ煤的能量。因2011, 09: 59 -60+97.中國(guó)煤化工文.MHCNMHG全文 。此文草編碼: 2014A3255