循环水泵电机双速节能改造①

张卓 张晓军

摘 要：为实现机组节能降耗的目标，将循环水泵电机由原来的单一转速改为双速电机驱动。分析表明，同一水温及负荷工况下，低速运行循环水泵时，节能效果明显。

关键词：循环水泵 双速 节能 改造

中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0159-01

随着电力行业的发展，发电厂节能降耗成为重要课题。在厂用电中，电动机是消耗电能的主要设备，因此，加强电动机的节电管理显得尤为重要。近年来，电动机调速运行技术被广泛应用于各个发电厂，其运速方式较多，主要有以下几种：（1）双速；（2）串极调速；（3）高压变频；（4）永磁调速，等等。其中，双速改造技术以其可靠性强、改造费用低能够节省资金以及维护运行保养方便等优点被更多的发电厂所认可并采取到日常工作中。此方法仅改变定子绕组的接线方式，不添置额外的开关和改变任何设备，即可达到两种速度。因此，在四季水温及负荷工况变化时，通过改变循环水泵电机转速，即可大幅度降低循泵耗电量，节约能源。

1 循环水的需求量与水温及负荷的关系

循环水的作用是冷却，所以也叫循环冷却水。它的作用是将排入凝汽器的热量带走。当带走的热量一定时，冷却水的温度越低，需要的冷却水量越少；反之，冷却水的温度越高，需要的冷却水量越多。如果冷却水温一定，而需它带走的热量在变化，那么，要它带走的热量越多，所需冷却水量就越大；要它带走的热量越少，所需冷却水量就越小。这就是循环水的需求量随水温和热负荷的变化而变化的规律。机组效率高时，排入凝汽器的热量小于设计值，所需循环水量就少些；反之，机组效率达不到设计值，使排入凝汽器的热量大于设计值，需要循环水量就必须增大，不然就达不到所要求的运行真空。

2 改造前循环水泵运行情况

河源电厂目前总装机容量为2×600 MW机组，每台机组配置两台循环水泵，出口节门采用蝶阀，只有全开全关两个位置。机组运行中，不同季节的凝汽器供水量只有依靠增减循环水泵的台数来调节。在季温偏低时，会出现单台循泵供冷却水不足，而两台循泵供冷却水偏多的现象。为解决这一能耗问题，现将2B循环水泵进行双速改造，通过2A、2B两台循泵的转速搭配，达到优化的目的。

3 循环水泵的节能改造

3.1 循环水泵双速改造的原理

电机转速公式n=n1（1-s）=（1-s）60f1/P1，其中：P1为电机极对数；s为转差率；n1为同步转速。改变电机的极对数P1，即可改变电机转速。

根据泵类流体定律，改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系式为： Q1/Q2 = n1/n2，H1/H2 = （n1/n2） 2，P1/P2 = （n1/n2）3。其中Q1、H1、P1、Q2、H2、P2分别表示在转速n1和n2情况下水泵的流量、扬程和所需轴功率。根据公式，当电机的转速下降时，流量成正比关系下降、扬程成平方关系下降、泵的轴功率成3次方关系下降，因此电机改造后有功功率消耗会大幅度下降。

3.2 循环水泵电机改造的要点

河源电厂2B循环水泵电机进行16/18极改造。

改造前型号为：YKSL3150-16/2150-16 kV 372 r/min湘潭电机厂生产。

改造后型号为：YKSLD3150/2180/-16/186 kV 372 r/min和333 r/min。

（1）电机改造后极数由16极改为18极，额定功率由3150 kW变为2180 kW，额定电流由386.4 A变为286.1 A，功率因数由0.83变为0.78，额定转速由372 r/min变为333 r/min，定子绕组接线由4Y改为2△接法。在高低速切换的过程中，相应的二次CT接线，以及6 kV综合保护参数都需要重新修改。

（2）定子绕组全部更换，拆除旧线圈的同时防止损伤铁芯，各连接部分牢固可靠，定子绕组要兼顾高低速的性能。

（3）定子铁芯的检查，转子动平衡的校验，绝缘漆、防电晕的处理。

（4）电机绕组的直阻、绝缘、直流耐压及泄漏电流、交流耐压、定子铁芯损耗、空载试验。

（5）电机的高压引线和中性点引线盒均不变，在中性点引线盒旁单独设立一个高低速接线端子切换箱，电机高低速运行的选择，只需在停电时改变切换箱内的连接片的连接方式即可。

（6）切换箱内接线端子形式如图1。

3.3 循环水泵电机改造的经济性

改造完成后，2号机组的循环水泵可能的运行方式有：单泵低速运行、单泵高速运行、1台高速和1台低速并联运行、两台高速并联运行四种方式。

估算电机节能效果，2B循泵电机其高速与低速运行的输入功率之差为970 kW，若每年按低速运行4个月，则节能效果为：970 kW×120（天）×24h=279万 kW·h假设电力上网费以0.4元/ kW·h计算，则节电效益为：279×0.4=111万元，投资回报明显可见。

4 结语

通过对循环水泵的双速改造，满足了机组在不同季节和不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，降低了发电成本，提升了电厂的经济效率。

参考文献

[1]李继忠.循环水泵电机双速改造在600MW机组中的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2012，17（1）：66-70.

[2]冯炎.高效双速循环水泵的研究与应用[J].水利电力机械，2002，24（3）：15-16.