电厂循环水泵永磁调速器改造节能分析

Vol.34 No.5河北电力技术第34卷第5期(ct.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年10月电厂循环水泵永磁调速器改造节能分析申玉荣',赵爱军',蔡 亮',马子磊',周丽萍”,叶 拔”(1.大唐武安发电有限公司。河北邯郸056300;2.南 京艾凌节能技术有限公司.南京211122)摘要:针对恒压供水系统需根据进、出水口温度和负荷需求来调节水泵流量的情况，提出采用永磁调速器代替阀门对系统的流量进行调节并实现系统优化运行的方法,从永磁调速器在该并联恒压供水系统中的节能原理、节能效果等方面进行分析.认为该方法能够提高系统的运行效率。从而达到节能的效果。关键词:多机并联恒压供水系统;永磁调速器;节能分析中图分类号:TK243.6文献标志码:B文章编号:1001 - 9898(2015)05 -0041 - 02Energy-saving Analysis on Reconstruction for Circulating Water PumpWith PMASD in Power PlantShen Yurong' ,Zhao Aijun' ,Cai Liang' ,Ma Zilei' ,Zhou Liping” ,Ye Ba2(1.Datang Wuan Power Generation Co. ,Ltd. Handan 056300.China;2.Nanjing Aling Energy Efficiency Tech.Co. ,Ltd. Nanjing 211122.China)Abstract: The system uses the permanent magnet adjustable speed drive (PMASD) instead of the valve to adjust the flow andoptimize the operation of the system. Based on the transformation of the circulating water system. this paper describes thePMASD in detail, and analyzes the energy saving principle the PMASD in the parallel water supply system.Key words: parallel unit water supply system with constant pressure; permanent magnet adjustable speed drive:energy -saving a-nalysis永磁调速技术是专门针对风机、泵类离心式致了系统运行效率低,能源浪费严重,还会使系统负载调速节能的适用技术卫。永磁调速器由导体振动大,磨损严重,导致使用寿命短。永磁调速器转子、永磁转子和调节器三部分组成，通过永磁体的出现有效地解决了这些问题,许多火电厂已相磁场与感应磁场的耦合作用将电机的扭矩传递给继采用该技术优化离心式负载系统的运行。负载。调节器调节永磁转子与导体转子之间的相1冷却循环水系统概况.互作用面积，即可实现改变传递转矩的目的。永磁调速器具有高效节能、高可靠性、环境适应能力大唐武安发电有限公司的辅机循环水系统为强、减少系统振动、减少系统维护和延长系统使用辅机提供冷却水,用户使用后的冷却水通过冷却寿命等优点,相比于变频器和液力耦合器更具优风机进行冷却后,重新通过回水管进人吸水池,实势,已成为风机.泵类离心式负载节能技术改造的.现冷却水的循环,满足用户的冷却需求。辅机循首选,可广泛应用于电力、石化、钢铁、市政、水泥、环水系统配备3台循环水泵.2投1备,并联共母采矿等行业。火电厂中通常配备有鼓风机、引风管运行,如图1所示。夏季在2台水泵同时运行机、给水泵、凝结水泵、低加疏水泵、暖网热水泵、灰的情况下，进水与回水的温度相差较小,不到3浆泵、循环水泵等设备.这些风机、泵类设备是火电°C;冬季冷却风机不开,回水口温度为32 °C时,该厂中的耗电大户，总耗电量占厂用电的60% ~系统仍然可以正常运行。由于设备可允许的水温70%2。其中大多数设备是通过风门挡板或阀门差可以达到7 C,回水温度可适当提高3 C左右。对流量和压力进行调节,以适应工况需求,不仅导由此可见循环水流量过大,利用率低,循环水泵耗中国煤化工收稿日期:2015-05-25作者简介:申玉荣(1968- ).女.高级工程师.主要从事电气控制方面的工作。MHCNMH G .●41●.Vol.34 No.5河北电力技术第34卷第5期Oct.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年10月电量大。为降低循环水系统的耗电量,需对循环理论关系如下:水泵进行调速调节,以控制循环水的流量。Q.=Qx"(2)._冷却水nl7用户XoHz=H,X("二)°(3)畏_-C泄因此,轴功率P与转速的关系如下:2'P2=P,x(")°(4)图1辅机冷却水循环系统可见离心负载的流量Q和转速n是成正比关系的,而扬程H与转速n的二次方成正比，所需2永磁调速器改造的轴功率P与转速n的立方成正比关系。所以当对比现有调速技术后,决定采用永磁调速器实际需要流量为额定流量的80%时,可调节负载对循环水系统中的2号水泵进行改造。水泵型号的转速至额定转速的80%，此时系统的压力仅为为XS350-430B,额定轴功率240kW，额定流量原来的64%,而所需功率仅为原来的51.2%。2 200 m2/h,扬程32.8 m,额定转速1 480 r/min。离心式负载的运行曲线如图3所示,当所需电机型号为YKK400- 4W.额定功率300 kW,额流量从Q减小到Q2时，如果采用调节阀门的办定电压6000 V,额定电流36 A,额定转速1 482法,管网阻力将会增加，管网特性曲线上移,系统r/min。根据电机和水泵型号选择风冷型永磁调的运行工况点从A点变到新的运行工况点B运速器ALT650S对辅机循环水泵系统进行节能改行，所需轴功率P:与面积H2XQ2成正比;如果造,改造内容包括基础建设、设备对中及安装、电采用调速控制方式，负载转速由n1下降到n2,其缆铺设以及DCS组态。将电机基础加长,使电机管网特性并不发生改变,但负载的特性曲线将下后移一定距离，以便于在循环水泵与电机之间加移,因此其运行工况点由A点移至C点。此时所装永磁调速器,安装过程中要进行对中,改造后的需轴功率P。与面积H:XQ2成正比,功率明显小系统如图2所示。此外,还需要增加电动执行器于阀门调节时的轴功率[F]。的安装基础、并铺设热控电缆、加装测点、进行管网特性曲线DCS组态等。改造后,电动执行器接收DCS的控制信号,调节导体转子和永磁转子的啮合面积以实现对水泵转速的调节，控制循环水流量,提高系.HB统的运行效率。电机YKK400-4W水泵XS350- 430B ALT650S,H Q曲线5图3离心式负载的运行曲线在实际运行中,系统能够调节的空间通常是图2系统改造示意在考虑流量满足的同时还必须考虑系统的压力能否满足要求。通过实践的统计,离心式风机、泵类3永磁调速器节能分析负载通过调速控制可节能10% ~60%。3.1 节能原理3.2 节能效果风机、泵类负载的流量Q、扬程H、轴功率P采用永磁调速器对2号水泵进行改造后,系有如下关系:统具备以下功能:P∞H XQ(1)a.永磁调速器可使申机空载启动,也可进行而离心式负载同时满足相似定律,即当电机过载保护中国煤化工使用寿命。的转速由n; 变化到n2时,流量和扬程与转速的YHCNMH G(下转第49页)●42●.Vol.34 No.5河北电力技术第34卷第5期Oct.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年10月工器具,确保发生高压隔离开关过热缺陷后及时过程管理提供参考。处理。参考文献:[1] 李建基.高压开关设备实用技术[M].北京:中国电力出版5结束语社，2005.以上通过统计高压隔离开关过热缺陷类型，2] 潘益伟.雷 欢,陈亮,等.隔离开关合闸不到位原因分析及处理[J].电力安全技术，2014.16(7):25 -27.分析隔离开关缺陷与投运时间的关系，从老旧隔[3] 林莘.现代高压电器技术[M].北京:机械工业出版社，离开关设计结构不合理.元件质量不良、现场安装2002.工艺不良和运行维护不当等多个方面深人研究了[4]吴冠平,刘炼.GW5型隔离开关发热故障分析及处理[J].缺陷发生的具体原因.提出了缺陷性质判断依据，电气技术.2014(1):101 - 103.从资产全寿命角度提出了具体的反事故措施,为本文责任编辑:齐胜涛高压隔离开关设备选型、交接验收、运行维护等全:(上接第42页)永磁调速器可实现系统能源的最优匹配,通过提b.DCS实时监测系统循环水温度,并将其转高系统效率起到节能的效果。换为控制信号驱动电动执行机构调节永磁调速压力2号改造改造后.改造前个器,从而改变水泵的转速,实现对系统流量的自动H/(MPa)前Q-H Q-.Q-1效率7控制。系统也可切换为手动控制,方便工作人员3========操作。2号改造c.永磁调速器调速平滑稳定，且控制精度高，后Q-H能够满足系统的流量控制要求。d.提高系统的运行效率,降低了系统能耗。流量Q/mMh)循环水系统中,3台循环水泵型号相同且并联图4循环水泵性能曲线运行,共用一个母管阀门。虽然系统完全可以通.4结束语过永磁调速器对流量进行调节,但为保险起见,在实际运行时母管阀门并未全开，导致水泵出口压大唐武安发电有限公司的循环水系统的3台力相比改造前只是略有下降,而总流量基本不变。水泵共母管并联运行,实际工作中流量过大,冷却即使在这种情况下,根据实际测得的耗电量,永磁水利用率低,采用综合性能较好的永磁调速器对调速器也实现了30.7%的节电。其中的2号水泵进行了改造。因为永磁调速器调节2号水泵的转速降低减永磁调速器通过提高水泵的运行效率达到了小了其出口压力和流量,因此其性能曲线下降，如系统节能的目的,改善了系统的运行工况，同时使图4所示,水泵有效功率略有下降的同时,运行效系统能够简便、可靠、安全稳定的运行。永磁调速率也得到了提高。而1号或3号水泵与2号水泵器在大唐武安发电有限公司辅机循环水系统上的并联运行,出口压力随2号水泵略有下降,性能曲应用为高耗能企业的节能改造提供了一个成功的线虽然不变,但实际运行工况点沿性能曲线下移，案例,也证明了永磁调速器具有较高的推广应用趋近于最佳工况点,运行效率同样得以提高。循价值。环水系统的电机的实际总功率为[1]徐光诚.永磁调速技术在电厂凝结水泵上的成功应用[J].新PI有效+ P2有效+ P3有效(5)疆电力技术，2011(3); 82 -84..2]严新荣,张东.永磁调速技术在火力发电厂中的节能应用式中:P有效为水泵的有效功率，7为系统效率,1、研究[J].华电技术，2009.31(12): 26-28.2、3分别对应3台水泵。由公式(5)可以直观地看3] 段晓伟,王向东.大功率风机水泵调速节能方法对比分析出,在水泵的有效功率基本不变的情况下,效率的[J].节能，2012,31(5):28 -31.提高也可以有效降低电机的能耗。由此证明了，中国煤化工编辑:王丽斌MHCNMHG●49.