循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造之我見

摘要：文章闡述了循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造針對1B循環(huán)水泵電機(jī)水泵實(shí)施，介紹了改造后的試驗(yàn)情況，并著重對改造前后的效能和節(jié)電情況進(jìn)行了分析與對比。下面就本次循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造的可行性作如下分析！

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵；電機(jī)；改造

Abstract: The article describes the transformation of the two-speed circulating pump motor implementation 1B circulating pump motor pump, after transformation test, and focus on the transformation before and after the performance and power analysis and comparison. Below the following analysis on the feasibility of the transformation of the circulating pump motor dual speed!Key words: circulating pumps; motor; transformation

1 改造前狀況：

在不同的負(fù)荷及工況下，我司#1機(jī)組循環(huán)水泵電機(jī)均采用單速運(yùn)行方式，一方面浪費(fèi)大量電能，降低了廠用電的有效利用率，在機(jī)組額定工況下循環(huán)水泵電機(jī)電流約為390A；下表是循環(huán)水泵電機(jī)在機(jī)組幾個(gè)負(fù)荷下的電流值：

項(xiàng)目確定及準(zhǔn)備情況：

循環(huán)水泵電機(jī)改造工作在公司各級領(lǐng)導(dǎo)、各部門的關(guān)心支持、幫助、協(xié)調(diào)下，大家認(rèn)真討論、收資并結(jié)合兄弟廠家的經(jīng)驗(yàn)，本次改造工程針對1B循環(huán)水泵電機(jī)水泵實(shí)施，該電機(jī)經(jīng)過改造變成雙速電機(jī)，定子繞組進(jìn)行改造，經(jīng)過中間抽頭改變轉(zhuǎn)速。

在主方案確定后，先后到設(shè)備廠家及多家兄弟電廠進(jìn)行考察交流，一方面熟悉設(shè)備，一方面吸收先進(jìn)的控制經(jīng)驗(yàn)，并與其他部門結(jié)合共同完成了最終控制方案的確定工作。

改造方案：

3.1 項(xiàng)目提出的背景及改造的必要性

3.1.1我司循環(huán)水泵電機(jī)型號YKSL3400-16，功率3400KW，至今已經(jīng)運(yùn)行3年多，平均廠用電率高達(dá)0.86%。近年來，隨著節(jié)能形勢的嚴(yán)峻，很多發(fā)電企業(yè)對循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行了改造，無論是變頻節(jié)能還是高低速改造，在300MW的機(jī)組上已經(jīng)具備很多成功的案例，600MW單元機(jī)組的企業(yè)也陸續(xù)開始嘗試。目

前大多數(shù)企業(yè)選用了高低速改造方式，用一套定子繞組僅改變其接線方式，不再添置任何設(shè)備，即可達(dá)到兩種速度。無論對改造費(fèi)用、維護(hù)保養(yǎng)、運(yùn)行方便可靠，從目前情況來說都具有相對的優(yōu)越性。

3.1.2 項(xiàng)目改造的可行性。我司循環(huán)水泵電機(jī)改造前極數(shù)16，轉(zhuǎn)速372r/min，由16極(372r/min)改為18極(330r/min)的選擇確定對技術(shù)改造的成功有著至關(guān)重要的作用。考慮到循環(huán)水泵電機(jī)改造后對塔池供水揚(yáng)程、凝結(jié)器真空的不利影響因素,以及電機(jī)改造諧波分量影響、不重新制做定子線圈等諸多因素，在咨詢循環(huán)水泵、電機(jī)制造廠家等意見后，通過電氣、汽機(jī)等專業(yè)認(rèn)真計(jì)算討論,我們建議將循環(huán)泵異步電動機(jī),由原16極改為18極。

3.1.3 循環(huán)水泵高低速改造節(jié)能原理。根據(jù)公式n1=60f/p可知異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)成反比，磁極對數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速n1下降至原轉(zhuǎn)速的一半，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速n也將下降近似一半，所以改變磁極對數(shù)可以達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

由離心泵相似定律知，在不大范圍內(nèi)改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)系為：

Q1/Q2=n1/n2 H1/H2= (n1/n2)2P1/P2= (n1/n2)3

其中Q1、Q2、 H1、H2、 P1、P2分別表示轉(zhuǎn)速n1、n2水泵的流量、揚(yáng)程和功率。

雙速高壓電機(jī)的原理，實(shí)際上是將兩臺極數(shù)不同(轉(zhuǎn)速不同)的電機(jī)合在一起，制作為一臺電機(jī)。即一臺電機(jī)有兩個(gè)定子線圈，繞在一個(gè)定子鐵芯內(nèi)，這兩個(gè)定子線圈極數(shù)不同，均采用星形結(jié)線，線圈之間沒有任何連接線，相互獨(dú)立。通過改變抽頭接。

3.2 同類技術(shù)應(yīng)用調(diào)研報(bào)告

我司安排人員考察改造�？疾斓玫降男畔⑷缦拢�

3.2.1 目前狀況。我司機(jī)組進(jìn)行冷端試驗(yàn)，試驗(yàn)后認(rèn)為循環(huán)水泵可以進(jìn)行雙速改造，其節(jié)能效果顯著。循環(huán)水泵電機(jī)參數(shù)如下：

3.2.2 改造原理及節(jié)能效果。對2A循泵變速運(yùn)行的可行性進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，因電機(jī)、泵與1A設(shè)計(jì)上相同，在此引用2A循泵數(shù)據(jù)，又因運(yùn)行工況及管網(wǎng)因素的影響，數(shù)據(jù)可能會略有差距）：根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n= 其中：p—電機(jī)極對數(shù)s—轉(zhuǎn)差率。改變電機(jī)的極對數(shù)P即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，將電機(jī)的16極改為18極，

轉(zhuǎn)速相應(yīng)的變?yōu)?30r/min。降速后單泵工作點(diǎn)的確定。根據(jù)2A循環(huán)水泵的實(shí)測性能曲線，結(jié)合2號機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)際阻力特性，計(jì)算得出循環(huán)水泵降速后的性能工作點(diǎn)。

線改變電機(jī)極對數(shù)，達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。我司循環(huán)泵電機(jī)改造前級數(shù)為16級，額定功率為3400KW、轉(zhuǎn)速為372r/min、定子電流為417A。通過改造為雙速電機(jī)后，循環(huán)泵電機(jī)改造后（安裝的#1B、#2B循環(huán)泵電機(jī)）級數(shù)變?yōu)?6/18級可調(diào)，額定功率為3400/2500KW、轉(zhuǎn)速為372/330r/min、定子電流為417/319A，兩種轉(zhuǎn)速可在電機(jī)停電后通過改變接線盒接線方式而相互切換，可見低速運(yùn)行時(shí)電動機(jī)額定電流降低了98A，起到了節(jié)能降耗的目的和效果。

圖12號機(jī)組循環(huán)水泵降速后的工況點(diǎn)

圖1為2號機(jī)組2A循環(huán)水泵降速(轉(zhuǎn)速由370r/min降為330r/min)后的運(yùn)行工況點(diǎn)，轉(zhuǎn)速降為330r/min后，根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)的阻力特性曲線計(jì)算出此時(shí)的循環(huán)水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)為：工作流量37500m3/h、揚(yáng)程18.4m。單泵低速(330r/min)運(yùn)行和高速(370r/min)運(yùn)行相比較，能降低電機(jī)功率約26.7%，見表1。

在冬季循環(huán)水溫較低(低于15℃)、負(fù)荷低于400MW的情況下，可以考慮單臺循環(huán)水泵低速運(yùn)行。建議選擇一臺循環(huán)水泵進(jìn)行高低速改造，以進(jìn)一步降低廠用電率。

表1循環(huán)水泵降速后的節(jié)能效果

降速后運(yùn)行安全性分析

2號機(jī)組一臺循環(huán)水泵降速運(yùn)行后，在循環(huán)水系統(tǒng)單元制運(yùn)行條件下，2號機(jī)組的循環(huán)水泵可能的運(yùn)行方式有：單泵低速運(yùn)行、單泵高速運(yùn)行、一高速和一低速并聯(lián)運(yùn)行、兩臺高速并聯(lián)運(yùn)行四種方式。單臺循環(huán)水泵降速后與另外一臺定速泵并聯(lián)運(yùn)行安全性尤為重要。2號機(jī)組2A循環(huán)水泵降速后與2B循環(huán)水泵(定速)并聯(lián)運(yùn)行的工作狀態(tài)見圖2。

圖2循環(huán)水泵一高速一低速并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)

從圖2中看出，循環(huán)水泵一高速一低速并聯(lián)運(yùn)行的工作點(diǎn)為：并聯(lián)流量67600m3/h、揚(yáng)程26.8m(圖中A點(diǎn))。此時(shí)低速泵的流量約為29200m3/h、揚(yáng)程為26.8m(圖中B點(diǎn))。具體并聯(lián)特性見表2。

表2循環(huán)水泵高低速并聯(lián)運(yùn)行工況確定

在目前循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性下，循環(huán)水泵一高速與一低速并聯(lián)運(yùn)行是可行的，能保證低速泵的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。只有在循環(huán)水系統(tǒng)阻力接近或超過33m時(shí)，低速循環(huán)水泵就會空轉(zhuǎn)或發(fā)生嗆水現(xiàn)象，危害泵的安全。電動機(jī)改造后適用標(biāo)準(zhǔn)、改造要點(diǎn)及改造具體措施：改造后適用標(biāo)準(zhǔn)。GB755-2000旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能； GB1032-85三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法；GB10068.1.2-88旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動測定方法及限值；GB10069.1.2-88旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測定方法及限值；GB/T 13957-92大型三相異步電動機(jī)基本技術(shù)條件；DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程.

結(jié)束語

火力發(fā)電廠節(jié)約廠用電是一項(xiàng)長期的、艱苦的工作，本次改造工作經(jīng)過對2號機(jī)組兩臺循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造，不僅增加了循環(huán)水泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的靈活性，而且取得了相當(dāng)顯著的節(jié)能效果，實(shí)踐證明本次改造工作是成功的，是電廠節(jié)能降耗的一個(gè)有效的途徑，今后降低廠用電率的主要手段是加大科學(xué)新技術(shù)投入。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。