石二新厂循环水泵双速电机改造可行性分析

设备管理与改造◆Shebeiguanli yu Gaizao石二新厂循环水泵双速电机改造可行性分析李晓辰(华能.上海石洞口第二电厂，上海200942)摘要:华能上海石洞口第二电厂(简称石二新厂)2 期机组循环水系统采用扩大单元制,故可灵活采用一机二泵、二机三泵、一机一泵3种运行方式。但由于单台循泵容量较大,仍经常出现不在经济工况点运行的情况，且实际-年中二机三泵运行时间较短,削弱了扩大单元制的优势。鉴于此，通过可行性分析与估算,得出了如将原循环水泵电机改为双速电机,可取得明显节能效果的结论。关键词:循环水泵;电机;双速;改造1目前运行情况结论:耗用功率不及增加出力,故仍保持两机两泵运行方石二新厂2期超超临界2X 660 MW机组采用一次中间再式最佳。此次试验后直到6月17日才将方式改为二机三泵运热、单轴、四缸四排汽、八级回热抽汽、凝汽式汽轮机,设计压力行,然而7月2日就因为大气温度高，江水温度升高而启动了25 MPa,主/再热蒸汽温度600 C/600 C.循环水系统采用扩大第4台循泵,变为- -机两泵运行,导致二机三泵的运行时间很单元制直流供水系统,为凝汽器开式循环冷却水系统供水,水短,无法充分发挥扩大单元制的优势。同时第4台泵高速运行源为长江水和海水。每台机组配置2台50%容量的循环水泵,2又可能造成电耗升高较多,而真空提高较少的情况。据此推断,对循泵进行变速改造是可以提高机组经济性的，控制好投台机组的2根循环水供水母管间设有2个电动连通门,循环水互资就能取得较大的效益。为备用。水泵型号为88LKXB-19. 4,设计流量10.26 m2 /s,设计扬程19. 40 m。配套电机型号为YLKSI120 -16/2 800 kW/16P/2改造原理6 kV,转速370 r/min。循泵设计运行参数如表1所示,凝汽器设鉴于目前运行中存在的问题，提出循泵电机的改造意见。计规范如表2所示。常用的改造方法有2种,即变频改造和双速电机改造。改造方表1循泵设计运行参数案确定已有充分的论证和分析”,结合电厂设备运行年限、循项目-机二泵运行 二机三泵运行 -机-泵运行环水系统运行方式以及投资效益等情况,对循泵电机进行变极循泵设计流量Q/(m' /s)10. 26.12.0013. 55改造是合适的,性价比是最高的。循泵设计扬程H/m19. 4015. 60电机转速公式为:循泵设计效率v/%8882.1n=(1-s)50fp表2凝汽嚣设计规范式中,p为电机极对数;s为转差率;f为频率。编号名称技术数据据此公式,改变电机极数就可改变电机转速。根据泵类机设计工况按TMCR设计,VWO.TRL校核械流体相似定律，在一定范围内改变泵的转速,泵的效率近似TMCR工况循环水带走的净723 856不变,其性能近似关系式为:Q/Q =n/n,H/H2=(n/mn2)*，热/(kJ/s)P/P2=(n/m)"。可见泵的功率与转速的3次方成正比。现凝汽器面积/m234 000循泵电机极数为16极,若将循泵电动机改为16/18P双速电动循环水流量/(m' /s)20.25机,则电机在18极运行时,可略微降低循泵转速,可大幅降低冷却水进口额定温度/20循泵功率。其计算参数如表3所示(循环水泵电机:YLKS1 120-16/2 800 kW/l6P/6 kV)。正常运行时,2台机组的连通门处于常开状态。由于负荷表3循环水泵变转速前后性能参数变化以及季节变化的原因,常遇到开-机一泵时循环水 流量不足真空偏低;而二机三泵时循环水流量过多,循泵电耗增加不转速项目流量/(m2 /b)扬程/m功率/kW及由于真空提高而增加的出力,造成厂用电的浪费。16极(转速370 r/min)48 78010. 202 800以2012年4月23日早班为例,2期增开一台3号机循泵.18极(转速329 r/min)3 3758.05969试验(循环水连通门全开,2台机组循出全开),数据如下:由此可见,改变电机极数为18极后,理论上能降低电动机(1)循泵电流由原250 A、255 A变为280 A、280 A、功率 30%左右。同理,若改为20极,理论上能降低电动机功率270A,共增加325A电流,以功率因数0.9计,相对于660MW48. 8%左右。耗用功率约0. 5%。(2) U3凝汽器压力由540 MW.5. 28/4.84 kPa下降至3不同转速泵并联运行问题540 MW、4.93/4.80 kPa,' 下降了0. 20 kPa,相对于660 MW约可比较合适的改造方案是每台机组只对1台循环水泵电机增加出力0. 1%(根据汽机性能试验时微增出力曲线计算得出)。进行改造;实中国煤化工,都存在低速泵和高(3) U4凝汽器压力由550 MW、5.12/4. 20 kPa下降至速泵并联运彳1HCN M H Cx泵高低速并联运行.550 MW .4.45/4. 14 kPa,下降了0. 36 kPa,相对于660 MW约时,循环水流童小丁开联舸网呆单独运行时的流量之和,但并可增加出力0. 2%。联时的循环水泵扬程比并联前两泵单独运行时的扬程都大"。78.Shebeiguanli yu Gaizao◆设备管理与改造故高低速泵并联运行的方案是可行的,不会影响到机组和设备后 泵和电机的机械磨损下降,也会降低维护成本。的安全运行。6电机改双速的风险控制4循环水泵双速改造后运行方式循泵的双速改造已在各家电厂广泛应用,未对泵体做任何通过对循泵电机的双速改造,可以组合出多种运行方式改动,泵的运行未发现异常。 单从泵的角度看,并不存在改造(表4、表5)。风险。有电厂循环水泵改造后,电机运行在低速时，出现温度表4只改造1台循泵偏高、振动和噪音偏大等问题,分析认为改造失败的原因与改前设计有关"。名称组合形式俄制机组在电机设计时就考虑双速运行，铁芯选择上设计组合1-机两泵两高为双线圈,将电机各性能进行综合考虑以达到最合理,运行起组合2两机四泵三高低来在噪声和振动方面都可以达到最佳工况。单速电机改双速组合3两机三泵三高运行与之不同,原16极接线保持不变,可以保证和改前相同性组合4两机三泵两高--低能运行。18极接线每极每相144/18/3=2. 67槽,不是整数,性组合5-机-泵-高能或多或少地会低于原设计电机,后果是在振动或是噪音方面组合6两机两泵- -高低.有所增加,但经专家计算确认,均可控制在国家标准范围内国。表5改造2台循泵因此,选择好改造厂家,事先评估改造方案,把好施工工艺和出厂试验关,是降低改造风险的重要前提。7集控运行人员需注意的事项两机四泵三高一低(1)电机进行双速改造时不添加断路器等设施,使电机不-机两泵-高-低能够在运行中进行转速切换,故需要在改变转速前先将电机停电,然后才可进行电机内部绕组接线联片调整,进行此项操作一机两泵两低的时间显得偏长印。两机三泵两高一低.(2)改造后初期尤其要加强对改造电机的轴承温度的组合7两机三泵一高两低监视。组合8.一机-泵-高(3)高低速泵并泵运行时要注意相关参数变化,加强分析.组合9两机两泵一高一低(4)超过2000kW的电动机,按规程要求都装设有电动机组合10.-机一泵一低差动保护。由于电动机改造后低速运行时的接线方式为△接由此可见,即使是只改造1台循泵也可使运行组合多出3法,综合保护装置中的差动保护将被退出。另外,在每次的高种。在实际改造过程中可先改造1台以确定改造效果,再决定低速切换运行时,由于功率及接线方式的变化综合保护装置参是否进行另外1台的改造。数均需重新修改( ,所以在切换过程中要严格按照相关的操作步骤进行操作，防止遗漏。5改造后效益估算以夏季工况4台循泵全开为例。实际夏季4泵全开时,循8结语环水流量可达75 000 t/h,母管压力可达0. 14~0.15 MPa,大电机双速改造属于较为成熟的项目具有技术可靠及安装改大超出设计要求48 780 th,节能潜力巨大,而在其他季节多种造方便等优点,改造是必要的、可行的，能够为电厂带来可观的效运行方式可充分发挥其经济性。如能保证三高-低的运行方益,只是改造的具体方案还需有关研究单位更详细的论证。蒸式,则对低速泵夏季运行2个月节省的功率进行估算如下:改造前实际消耗功率:1. 732X6. 03X298X0.85=2 645 kW.[参考文献]改造后节省功率:2645X30% =793.5 kW。[1]于渊. 发电厂循环水泵电机双速改造可行性分析[J].中小企业低速电机投运2个月节电量:793.5X24X60=1 142 640 kW. h。管理与科技,2012(33) :308~309节约资金(按0.4元/kW●h):1 142 640X0.4=45.7[2]刘海青.循环泵电机双速节能改造分析[J].机电信息,2011(18):91~92万元。本计算还未考虑因循环水母管压力下降而使得其他循泵[3]蒋勇,王军,程秀芝,等循环水泵电机双速改造效能分析[J].设备管理与维修,2010(1):60~61电流下降的因素,实际经济性应更高。600 MW等级机组单台循泵电机的改造成本约40~50万[4]李继忠.循环水泵电动机双速改造在600 MW机组中的应用[].广东电力,2012(8):122~125,130元,以此计算夏季2个月基本就能收回成本。根据以上算法，保持1台循泵常年低速运行可推算出相比原运行方式1年的中国煤化工经济效益,相当可观。收稿日期::MHC.NMH项士研究生,助理工从以上计算看出，单台循环水泵经双速改造极具投资价作者简介:值,改造后对厂用电指标的贡献将十分明显。另外，低速运行程师研究方向:电厂集控运行。机电信息2014 年第6期总第396期79.