循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造之我見(jiàn)

摘要：文章闡述了循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造針對(duì)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(duì)改造前后的效能和節(jié)電情況進(jìn)行了分析與對(duì)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(jí)領(lǐng)導(dǎo)、各部門(mén)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(duì)1B循環(huán)水泵電機(jī)水泵實(shí)施，該電機(jī)經(jīng)過(guò)改造變成雙速電機(jī)，定子繞組進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)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(mén)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(hào)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(lái)，隨著節(jié)能形勢(shì)的嚴(yán)峻，很多發(fā)電企業(yè)對(duì)循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行了改造，無(wú)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(kāi)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(xiàn)方式，不再添置任何設(shè)備，即可達(dá)到兩種速度。無(wú)論對(duì)改造費(fèi)用、維護(hù)保養(yǎng)、運(yùn)行方便可靠，從目前情況來(lái)說(shuō)都具有相對(duì)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(duì)技術(shù)改造的成功有著至關(guān)重要的作用�？紤]到循環(huán)水泵電機(jī)改造后對(duì)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(xiàn)圈等諸多因素，在咨詢(xún)循環(huán)水泵、電機(jī)制造廠家等意見(jiàn)后，通過(guò)電氣、汽機(jī)等專(zhuān)業(yè)認(rèn)真計(jì)算討論,我們建議將循環(huán)泵異步電動(dòng)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(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)成反比，磁極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速n1下降至原轉(zhuǎn)速的一半，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n也將下降近似一半，所以改變磁極對(duì)數(shù)可以達(dá)到改變電動(dòng)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(tái)極數(shù)不同(轉(zhuǎn)速不同)的電機(jī)合在一起，制作為一臺(tái)電機(jī)。即一臺(tái)電機(jī)有兩個(gè)定子線(xiàn)圈，繞在一個(gè)定子鐵芯內(nèi)，這兩個(gè)定子線(xiàn)圈極數(shù)不同，均采用星形結(jié)線(xiàn)，線(xiàn)圈之間沒(méi)有任何連接線(xiàn)，相互獨(dú)立。通過(guò)改變抽頭接。

3.2 同類(lèi)技術(shù)應(yīng)用調(diào)研報(bào)告

我司安排人員考察改造。考察得到的信息如下：

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(duì)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(huì)略有差距）：根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n= 其中：p—電機(jī)極對(duì)數(shù)s—轉(zhuǎn)差率。改變電機(jī)的極對(duì)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(cè)性能曲線(xiàn)，結(jié)合2號(hào)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(xiàn)改變電機(jī)極對(duì)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(jí)數(shù)為16級(jí)，額定功率為3400KW、轉(zhuǎn)速為372r/min、定子電流為417A。通過(guò)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(jí)數(shù)變?yōu)?6/18級(jí)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(guò)改變接線(xiàn)盒接線(xiàn)方式而相互切換，可見(jiàn)低速運(yùn)行時(shí)電動(dòng)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(hào)機(jī)組循環(huán)水泵降速后的工況點(diǎn)

圖1為2號(hào)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(xiàn)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(jiàn)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(tái)循環(huán)水泵低速運(yùn)行。建議選擇一臺(tái)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(hào)機(jī)組一臺(tái)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(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、一高速和一低速并聯(lián)運(yùn)行、兩臺(tái)高速并聯(lián)運(yùn)行四種方式。單臺(tái)循環(huán)水泵降速后與另外一臺(tái)定速泵并聯(lián)運(yùn)行安全性尤為重要。2號(hào)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(jiàn)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(jiàn)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(guò)33m時(shí)，低速循環(huán)水泵就會(huì)空轉(zhuǎn)或發(fā)生嗆水現(xiàn)象，危害泵的安全。電動(dòng)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(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法；GB10068.1.2-88旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動(dòng)測(cè)定方法及限值；GB10069.1.2-88旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值；GB/T 13957-92大型三相異步電動(dòng)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(yǔ)

火力發(fā)電廠節(jié)約廠用電是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、艱苦的工作，本次改造工作經(jīng)過(guò)對(duì)2號(hào)機(jī)組兩臺(tái)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(qǐng)以PDF形式查看。