火力发电厂循环水泵双速节能改造

施工技术第4卷第22期后|CONSTRUCTION2014年8月火力发电厂循环水泵双速节能改造李忠国张晗贾树研华能鹤岗发电有限公司摘要:在电力市场日益竞争激烈的环境下，电机双速技术应用具有较大推广价值。循环泵电机改造双速调节后，将大大提高机组循环水调节的灵活性，优化了循环泵运行方式，提高了机组运行的经济性，节约厂用电和降低供电煤耗，经济效益显著。电机双速改造属于较为成熟的技术，具有较大的可靠性、经济性。关键词:火力发电厂;循环水泵;双速节能;改造中图分类号: TE08文献标识码: A引言:三、循环水泵双速改造简化方案在鹤岗厂- -期2*300MW机组循环水系统，设置两台50%容根据循环水系统实际情况和季节水温变化程度，循环水泵量的循环泵，凝汽器所需水量与进水温度有关，运行人员主要电 机进行双速改造是实用有效的。大多采用变前极和变后极都根据运行经验和环境温度等因索启停循环泵运行台数，一般情是 60°相带的换相法，单绕组双速改造一般采用反向法 和换向况下，冬季运行1台，春、夏、秋季运行2台。这种调节循环水法两种， 这种方法能使电机在两种转速时均能获得良好的运行流量运行方式，虽然有一定的经济性，但不能满足机组在不同性能， 既对变极后( 低速)的技术参数能满足使用要求，也能负荷和春、夏、秋、冬四季环境温度变化对循环水入口温度的保留电机变极前速度(高速)时的技术参数。电机变极切换,要求，同时，也存在“大马拉小车”的现象。为降低发电成本，只要在-只专用出线盒内改变连接板的连接即可。根据水泵的机械特性，泵的流量与转速一- 次方成正比，扬程与据以上分析，每台机组可以只将- - 台泵改造为双速泵，虽转速平方成正比，轴功率与转速立方成正，当通过降低转速以然 不能两台低速泵并联运行，但除此之外所有运行组合方式都减少流量来达到节流的目的时，所消耗的功率降低很多。经综能实现:冬季根据负荷情况，可以选择单台低速或全速泵运合调研，确定通过电气调节循环泵转速方法，来提高机组循环行; 其他季节可以选择-台低速 与-台全速泵并联运行。夏季水系统调节的灵活性，更好地满足机组对循环水人口的要求，高 负荷下仍有两台全速泵投运的选择。最大限度地发挥低速泵降低循环泵的能耗，节约厂用电量，达到节能增效的目的。的作用，以实现投资回报的最大化。一、循环水量应随冷却水温和热负荷的变化进行调整关于电动机的改动，为使电机在不同转速下取得最佳效循环水的作用是冷却，简称冷却水，旨在将排人凝汽器的率， 要优化电动机结构本体设计，调整电动机的定子线圈及定热量带走。凝汽器热负荷与循环水的关系式:子线圈接线方式，力求电机在两种转速下效率、功率因数等性QT=GWTxCPT (2T-1T)能指标最佳，要保证定子绕组经过优化设计、谐波分析后，一式中, QT为凝汽器热负荷, kW; GW:为循环水流量, kg/s;切顺利。CpT为循环水的平均温度下的比热容，kJ/ (kg.C); t2T为凝汽电动机内部引出接头固定在-一个出线盒内接线板上，电动器出口冷却水温度，C; tIT 为凝汽器人口冷却水温度，C。机以外的设备不做任何改动，仍采用原电缆及配电设备，用连假定凝汽器热负荷和凝汽器出口冷却水温度是不变量，凝接片分别按两种转速接线连接图连接，可调整电动机的运行转汽器人口冷却水温度越低，需要的冷却水量越少;反之越多。速。 此种方案可实现投资最小化，只须在换季或需要时，将连假定凝汽器人口冷却水温度不变，凝汽器热负荷越多，所需冷接 片倒换一下连接方式即可。却水量就越多;反之越少。对于纯凝机组，冬季的循环水温在四、电动机调速方式的选择10C左右，夏季循环水温在30C左右，机组即使在相同负荷及异步电动机的转速公式:工况下运行，所需的循环水量也是不同的。对于带抽汽的凝汽n=60f(1-8) /p .式机组，是否带抽汽运行及所带抽汽量大小，凝汽器的热负荷式中: f一频率; s-转差率; p-极对数。是不同的，相应所需的循环水量随之改变。由公式可知，电动机调速有三种方式:改变供给电动机的二、不同转速泵并联运行问题电源频率;改变电动机的极对数;改变电动机的转差率。变频为得到不同台数循环水泵的配置方式，以适应不同机组负调速 属于改变供给电动机的电源频率的一-种电气调速方式， 内苛，每台机组只对一台循环泵电机进行改造。此时我们最关心馈斩波调速属于改变电动机的转差率的一-种电气调速方式， 变的问题:是低速泵和全速泵并联运行时的性能。2009年，河北频调速与内馈斩波同属高效无极调速方式。变极调速属于改变省电力研究院在某电厂做了立式斜流泵双速运行试验。结果显电动机的极 对数的一种电 气调速方式，变极调速属于高效有极示，双泵高低速并联运行时，循环水流量小于并联前两泵单独调速方式。火力发电厂循环泵运行方式受季节因素影响较大,运行时的流量之和，但并联时的循环水泵扬程比并联前两泵单在同样的环境温度 条件下，循环泵的运行方式基本不变，无需独运行时的扬程都大。并联时的总流量小于并联前每台泵单独连续调 节循环泵的中国煤化工相对固定和改工作时的流量之和，其减少的程度随泵并联台数的增加、管路造成本等综合因素MHCNMHG调速方式(即特性曲线的陡缓程度而增大。电动机为双速调速第4卷第22期施工技术2014年8月CONSTRUCTION五、双速调速电机的基本原理此，发电厂节能工作要抓住“同能不同价”的特点，因地制异步电动机的转速公式:宜,最大限度地降低综合发电成本。n=60f(1-s)个p2、双速循环水泵改造的经济性由于--般异步电动机正常运行时的转差率s都很小，电机改造完成后双泵高速和低速转速稳定一致， 双泵电流在的转速n=n1 (1-s)决定于同步转速n1。从n1=60fp可见， 在同一 工况接近，双泵流量在同- -工况接近，一高一低并列运电源频率f不变的情况下，改变定子绕组的相对数p，同步转速行能够实现， 工况稳定，系统检查正常。单泵A运行高/低速nl就发生变化，异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁电 流比为147.8/109.7A，电流降38.1A，节电率25.78%;双高极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的--半,电动机额或双低工况下A循泵运行高/低速电流比为141.8/103.2A，电定转速n也将下降近似- -半，所以改变磁极对数可以达到改变流 降38.6A，节电率27.22%;单泵B运行高/低速电流比为电动机转速的目的。148.5/109A， 电流降39.5A，节电率26.60%;双高或双低工况B双速异步电动机的变速是采用改变定子绕组的连接方式，泵运 行高/低速电流比为141.9/104.8A，电流降37.1A, 节电率也就是说用改变电机旋转磁场的磁极对数，从而使电机用一查26.15%。这- -数据说明循环水泵双高改双低运行方式单机厂用绕组获得两种转速。双速电机高、低转速，主要是通过以下外电率可 以降低约0.26%。负荷210MW,循环水温度15C电动机部控制线路的切换来改变电机线圈的绕组连接方式来实现。由双高速切向双低速真空降低0.7KPa,端差由9C降到4C，过(1)在定子槽内嵌有两个不同极对数的共有绕组，通过外冷度由 -2C升到0%，发电煤耗降低2.9142g/KWh。部控制线路的切换来改变电机定子绕组的接法来实现变更磁极根据A泵电机高低速电流差值计算对数;I=147-109.7=38.1A功率因数取 0.75C0S(2)在定子槽内嵌有两个不同极对数的独立绕组。电机低速运行较高速运行日节约电能(3)在定子槽内嵌有两个不同极对数的独立绕组，而且每P=1.732*6*38.1*0.75*24=9502KW个绕组又可以有不同的联接。双速异步电动机的这种调速方法取上网电价0.348元/KWh月节约资金是有级的，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼式电动机。9502*30*0.348= 99200元六、电机改造方案按每台电机每年6个月低速运行，4台泵年可以节约根据改造的必要性和节能降耗的空间，确立将原循环泵4*6*99200-3571200元2-1电动机16极单速电机改为双速( 16/18极)电机，增加优化按每台电机改造费用14万元计算; 4台电机改造费用共计调节方式。14*4-56万元。鹤岗电厂- .期安装两台国产300WM发电机组，每台配可见循环泵电机经过改造后，完全可以满足机组运行要有两台S型单极双吸水式循环水泵。参数如下:水泵型号，求， 每年10月到第二年5月运行节能效果显著，并且循环水泵1400S20;流量, 15660m'h;扬程: 20mH2O; 转速，370r/运行方式多样化， 可以高低速运行、可以单高速或单低速运nin; 配用功率，1250KW; 电机型号，Y1250- 16/1730; 电压， 行，极大地适应和满足现场实际负荷变化的需要。6000V;转速，371r/min; 电流，167A。 电机改造前/后，电机八、结语极数16/18P;转速，321/371; 电流，134/167A。通过对循环水泵的双速改造，满足了机组在不同季节和不联锁关系:同负荷工况下对循环水量的要求，不仅增加了循环水泵系统调两台循环泵互为备用，当工作泵因事故跳闸时，备用泵自节方式的灵活性，也取得了相当显著的节能效果，降低了发电动投入。当循环泵出口阀门开启时，闭锁合闸。当循环泵投入成本， 提升了电厂的经济效率。运行稳定后，联锁开启出口阀门。当循环泵出口阀开启时，闭参考文献:锁手动跳闸。[1]林柏，李东辉，胡光，马景冬.火力发电厂循环水泵双七、循环水泵电机改造的经济性速节能改造分析[]黑龙江电力，2003, 06: 429 -431.1、节约用电可以最大限度地降低综合发电成本[2]王锐，姚志春，王健，廖霜和.火力发电厂循环水泵电发电厂是能量转换工厂，从热力学分析看，经过锅炉、汽机双速改造 的应用[A].江苏省电力工程学会、安徽省电力工程轮机和发电机把燃料的化学能依次转变为热能、机械能和电学会、浙江省电力学会.第六届电力工业节能减排学术研讨会能，能量在转换过程中不可避免地存在各种损失，可用能逐论 文集[C].江苏省电力工程学会、安徽省电力工程学会、浙江步降低，’但能量的价值却逐步增加，热能的能价大于煤的能省电力学会: ，2011: 3.价，而电能的能价大于热能的能价。如发热量为20MJ/kg的原[3]浦钰青，徐松泉，殷飞.循环水泵电机双速节能改造[].煤价格为260元/t,其能价为0.013元/MJ;而价格为0.33元//机械研究与应用， 2009, 05: 133- 134+136.(kW"h )的电能，其能价为0.0917元/MJ。电煤能价比为7,即[4]鲍金春.循环水泵双速电机的节能改造[J].华电技术，节约1MJ电能给企业带来的效益相当于节约7MJ煤的能量。因2011, 09: 59 -60+97.中国煤化工文.MHCNMHG全文 。此文草编码: 2014A3255