循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600MW機組中的應用

第25卷第8期廣東電力Vol 25 No 82012年8月GUANGDONG ELECTRIC POWERAug.2012doi:10.3969/jiss.1007-290X.2012.08.025循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600MW機組中的應用李繼忠(安徽阜陽(yáng)華潤電力有限公司,安徽阜陽(yáng)236158)摘要:針對循環(huán)水泵電動(dòng)機電能損耗非常大的問(wèn)題,提出對電動(dòng)機進(jìn)行磁極對數調速改造。介紹了改造原理、改造前的潛力評估、改造要點(diǎn)及措施、改造后的調試情況。3600kW大功率電動(dòng)機通過(guò)改變磁極對數(8對改為9對),具備了370r/mi和330r/min種轉速運行方式,當發(fā)電機組運行在環(huán)境溫度較低的春、秋、冬季時(shí)可釆用低速運行,以達到節能目的。這種改造方式因費用低、維護方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越廣泛應用關(guān)鍵詞:電動(dòng)機;磁極對數;雙速;循環(huán)水泵;節能中圖分類(lèi)號:TK223.5;TM306文獻標志碼:B文章編號:1007-290X(2012)08-012204Application of Dual-speed Transformation of Circulating WaterPump motor in 600 MW UnitLI JizhongChina resources Power( Fuyang)Co., Ltd, Fuyang, Anhui 236158, China)Abstract: Aiming at significant energy loss of circulating water pump motor, the paper suggests transforming magnetic polenumber of motor. In this paper, transformer principle, potential evaluation before transformation, key points and measuresfor transformation and commissioning after transformation are introduced. By magnetic number( 8 pairs to 9 pairs )change3 600 kw motor can be capable of 370r/min and 330r/min; the unit can operate in low speed in spring, autumn and winterto save energy. This transformation is extensively adopted due to its strongpoints such as low cost, convenience in maintenance and high reliabilitKey words: motor; number; magnetic pole number; dual-speed; circulating water pump; energy conservation600MW機組中60%~70%的電能被電動(dòng)機連接片的位置,即可改變電動(dòng)機的極數,從而達到消耗,因此,對電動(dòng)機的節能運行要求越來(lái)越高。改變轉速、實(shí)現節能運行的目的,而整個(gè)電氣系統近年來(lái),鼠籠型異步電動(dòng)機調速運行應用廣泛,調不需變動(dòng)速方式多,其中雙速改造因費用低、維護運行保養方便、可靠性高等優(yōu)勢被越來(lái)越廣泛應用。雙速改改造原理及節能潛力估算造只需改變定子繞組的接線(xiàn)方式,不添置和改變任安徽阜陽(yáng)華潤發(fā)電廠(chǎng)總裝機容量為2×600何設備,即可達到2種速度。在改造設計時(shí)以高轉MW,每臺機組配置2臺循環(huán)水泵,出口節門(mén)采用速檔為基本極,進(jìn)行對稱(chēng)軸線(xiàn)優(yōu)化,把電動(dòng)機的8蝶閥,只有全開(kāi)、全關(guān)2個(gè)位置。機組運行中,不對和9對繞組引線(xiàn)全部引出,在中性點(diǎn)接線(xiàn)盒旁重同季節的凝汽器供水量只有依靠增、減循環(huán)水泵的新設置1個(gè)雙速切換的端子箱,通過(guò)改變接線(xiàn)端子臺數來(lái)調節。在春、秋、冬季節會(huì )出現2臺循環(huán)水泵供水量不足、3臺循環(huán)水泵供給又超量的現象收稿日期:2012-1223考慮將循環(huán)水泵電動(dòng)機由單轉速運行改造為雙速運HYH提比第8期李繼忠:循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600MW機組中的應用行,在四季環(huán)境溫度變化時(shí),通過(guò)改變循環(huán)水泵電循環(huán)水系統的阻力特性曲線(xiàn)計算出此時(shí)的循環(huán)水泵動(dòng)機轉速和幾臺循環(huán)水泵不同轉速組合的運行方的運行工況點(diǎn):工作流量為37.5×10m3/h,揚程式,即可滿(mǎn)足運行需要的同時(shí),達到節能的目的。為184m。330r/min單泵低速運行和370r/min循環(huán)水泵是長(cháng)沙水泵廠(chǎng)生產(chǎn)的88KLXA-26單泵高速運行相比較,電動(dòng)機能耗降低約26.7%型混流泵,電動(dòng)機型號為YKKL3600-16/2150,循環(huán)水泵降速后的節能效果見(jiàn)表1。209年8月委托西安熱工研究院對水泵進(jìn)行了冷端試驗,試驗后確認對循環(huán)水泵進(jìn)行雙速改造是可表1循環(huán)水泵降速后的節能效果行的。理論上,電動(dòng)機轉速運行工況參數高速低速n=(1(1)轉速/(r·min-1)330式中:p一電動(dòng)機極對數;s-轉差率;f效率流量/(103m3·h-1)44.27637.5改變電動(dòng)機的極對數P即可改變電動(dòng)機轉速,揚程/m18.4將電動(dòng)機的8對改為9對,轉速相應地變?yōu)?30軸功率/kW34252510r/minlI效率/%74.4根據泵類(lèi)流體定律,改變泵的轉速,泵的效率電動(dòng)機功率/kW36632684近似不變,其性能近似關(guān)系式為:節約廠(chǎng)用電/kW979g1/92= n節電率/%26.7h21/h2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)3在冬季循環(huán)水溫低于15℃且運行負荷低于式中的q1、h1、P1,q2、h2、P2分別表示在轉400MW的情況下,選擇1臺循環(huán)水泵進(jìn)行高、低速n1、n2情況下水泵的流量、揚程和所需軸功速改造,可進(jìn)一步降低廠(chǎng)用電率。率。根據式(2),當電動(dòng)機的轉速下降時(shí),流量成12降速后運行安全性分析正比關(guān)系下降。揚程成平方關(guān)系下降,泵的軸功率2號機組1臺循環(huán)水泵降速運行后,在循環(huán)水成3次方關(guān)系下降。因此電動(dòng)機改造后,有功功率系統單元制運行條件下,2號機組的循環(huán)水泵可能消耗可大幅度下降。的運行方式有:單泵低速運行、單泵高速運行、11.1降速后單泵工作點(diǎn)的確定(以2A循環(huán)水泵為臺高速和1臺低速并聯(lián)運行、2臺髙速并聯(lián)運行4例)種方式。單臺循環(huán)水泵降速后與1臺定速泵并聯(lián)運根據2A循環(huán)水泵的實(shí)測性能曲線(xiàn),結合2號行的安全性尤為重要。2號機組2A循環(huán)水泵降速機組循環(huán)水系統的實(shí)際阻力特性,得出2號機組后與2B循環(huán)水泵(定速)并聯(lián)運行工況如圖2所2A循環(huán)水泵轉速由370r/min降為330r/min后示。的運行工況點(diǎn),如圖1所示。循環(huán)水泵1臺高速與1臺低速并聯(lián)運行3單泵高速370r/min2\循環(huán)水系統阻力特性曲線(xiàn)循環(huán)水系統單泵低速330r/min阻力特性曲線(xiàn)410單泵低速330rmin單泵高速370/min0102030405060708001020304050607080循環(huán)水體積流量q/(103m3h)循環(huán)水體積流量qp/(103mh圖12號機組循環(huán)水泵降速后的工況點(diǎn)圖2循環(huán)水泵1臺高速與1臺低速并聯(lián)運行曲線(xiàn)從圖1可知,當轉速降為330r/min后,根據從圖2中看出,循環(huán)水泵1臺高速與1臺低速124廣東電力第25卷并聯(lián)運行的工況點(diǎn):并聯(lián)流量為67600m3/h,揚電動(dòng)機髙、低速運行選擇,只需改變切換箱內的連程為26.8m(圖2中的A點(diǎn))。水泵低速流量約為接片的連接方式即可(電動(dòng)機需停電)。圖3為接線(xiàn)29200m3/h,揚程為26.8m(圖2中的B點(diǎn)),具箱內2種不同的連接方式。體并聯(lián)特性見(jiàn)表2。表2循環(huán)水泵高、低速并聯(lián)運行工況確定@①運行工況參數@⑧@2A泵與2B泵2A泵2B泵并聯(lián)(低速)(高速)流量/(103m3h-1)揚程/m26.8號電動(dòng)機①②[電動(dòng)機⑩②效率%79.5020(軸功率/kW615226389∞(7電動(dòng)機功率/kW657928223758a)高速運行連接18個(gè)連接片(b低速運行連接9個(gè)連接片圖3高、低速切換時(shí)箱內端子連接方式在循環(huán)水系統阻力特性下,循環(huán)水泵1臺高速與1臺低速并聯(lián)運行是可行的,能保證低速泵的運f)改造前,電動(dòng)機接線(xiàn)方式為4Y接法,改造行穩定性和安全性。只有在循環(huán)水系統阻力接近或后高速運行的接線(xiàn)方式為2Y接法,低速接線(xiàn)方式超過(guò)33m時(shí),低速循環(huán)水泵才會(huì )出現空轉或嗆水為△接法,接線(xiàn)方式完全不同。改造前后的接線(xiàn)現象,危害泵的安全。方式如圖4所示4。改造要點(diǎn)及措施MV2改造要點(diǎn)及措施如下:VIIUZo-W2a)電動(dòng)機改造后,極對數由8改為9,額定功IrwI率由3600kW變?yōu)?600kW,額定電流由444A變?yōu)?33A,功率因數由0.83變?yōu)?.795,額定轉V2W2(B)改造前的(b)改造后的低(c改造后的高速由372r/min變?yōu)?31r/min,定子繞組接線(xiàn)由4Y接線(xiàn)法速Δ接線(xiàn)法速2Y接線(xiàn)法4Y改為2Y/△接法。由于電動(dòng)機改造后低速運行圖4雙速改造前后定子繞組接線(xiàn)方法時(shí)的接線(xiàn)方式為△接法,綜合保護裝置中的“差動(dòng)保護”將被退出,在每次的高、低速切換運行時(shí),由于功率及接線(xiàn)方式的變化,綜合保護裝置參數均3改造后的調試需重新修改。3.1電動(dòng)機低速空載運行b)電動(dòng)機送至專(zhuān)業(yè)修理廠(chǎng),應根據原定子槽檢查電動(dòng)機電源引線(xiàn)、中性點(diǎn)引線(xiàn)、加熱器引數、繞組線(xiàn)規和匝數、接線(xiàn)方式重新設計電動(dòng)機定線(xiàn)、電流互感器( current transformer,CT)二次引子繞組。定子繞組參數重新確后,新定子繞組兼顧線(xiàn)、溫度測點(diǎn)引線(xiàn)連接是否正確;電動(dòng)機高低速切高、低速性能。換端子箱內連接片為低速連接方式;電動(dòng)機綜合保c)定子繞組拆除、制造、嵌裝,然后采用真護裝置參數重新設定,電動(dòng)機二次額定電流l由空壓力浸漆{工藝固化繞組絕緣。4.44A改為3.33A,所有差動(dòng)相關(guān)控制字選擇d)應進(jìn)行直阻、絕緣、直流耐壓、交流耐壓、“退出”,差動(dòng)保護出口壓板退出;將循環(huán)水泵啟定子鐵耗溫升試驗及整機試轉試驗。動(dòng)邏輯允許條件置非門(mén)“1”位置,將2A循泵出口e)電動(dòng)機的高壓引線(xiàn)和中性點(diǎn)引線(xiàn)盒均不變,門(mén)強制“關(guān)”;將就地蝶閥控制柜上蝶閥控制方式切在中性點(diǎn)引線(xiàn)盒旁單獨設立1個(gè)高、低速切換箱,到“就地”方式,并在控制柜上掛“設備調試,禁止第8期李繼忠:循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600MW機組中的應用操作”的臨時(shí)標示牌,核實(shí)蝶閥處于關(guān)閉位置;11A電動(dòng)機有功損耗P1=3512.2kW;號、2號電動(dòng)機循環(huán)水聯(lián)絡(luò )門(mén)關(guān)閉;電動(dòng)機送電并2A電動(dòng)機有功損耗P2=2683.9kW;啟動(dòng)運行;電動(dòng)機運行4h后,每間隔30min測節電率為(P1-P2)/P1,其值為23.58%;試電動(dòng)機電流、振動(dòng)、溫度等參數節約有功功率為P1-P2,其值為828.3kW;32電動(dòng)機高速空載運行年節約費用248.09萬(wàn)元將電動(dòng)機高、低速切換端子箱內連接片改為高速連接方式;核對電動(dòng)機中性點(diǎn)CT二次線(xiàn)連接的結束語(yǔ)正確性;電動(dòng)機綜合保護裝置參數重新設定,將電)改造結束后,從調試參數看,振動(dòng)值都在動(dòng)機二次額定電流l由3.33A改為4.44A,所合格范圍內,未對電動(dòng)機的穩定運行產(chǎn)生影響,改有差動(dòng)相關(guān)控制字選擇“投入”,差動(dòng)保護出口壓板造是成功的。但是不是所有的電動(dòng)機都會(huì )遇到這種投入;將循泵啟動(dòng)邏輯允許條件置非門(mén)“1”位置,情況,有些電動(dòng)機并不適合改造,改造前應充分論將2A循泵出口門(mén)強制“關(guān)”;將就地蝶閥控制柜上證,充分收集其他電廠(chǎng)和改造廠(chǎng)家的意見(jiàn)和建議。蝶閥控制方式切到“就地”方式,并在控制柜上掛b)電動(dòng)機改造過(guò)程中的真空壓力浸漆工藝的“設備調試,禁止操作”臨時(shí)標示牌,核實(shí)蝶閥處于好壞直接影響電動(dòng)機的使用壽命明,不同的修理廠(chǎng)關(guān)閉位置;電動(dòng)機運行4h后,間隔30min測試因成本和操作復雜的原因,執行該工藝都存在很大電動(dòng)機電流、振動(dòng)、溫度等參數。偏差,其結果在電動(dòng)機改造結束后單從外觀(guān)上是無(wú)33電動(dòng)機高速帶泵運行法判斷的,因此這個(gè)過(guò)程需有人嚴格監督電動(dòng)機找中心并連接對輪;解除循環(huán)水泵啟動(dòng)c)電動(dòng)機的改造時(shí)間長(cháng),工序多,工藝要求高,邏輯允許條件置非門(mén)“1”位置,恢復正常運行方式;在選擇比較有實(shí)力的修理公司的同時(shí),需有熟練掌握將就地蝶閥控制柜上蝶閥控制方式切到“遠方”控制相關(guān)工藝的人員進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)監督甚至全程監督。方式,將控制柜上掛“設備調試,禁止操作”臨時(shí)標d)改造工期約10~15天,重要輔機失去備用示牌去除;1號、2電動(dòng)機循環(huán)水聯(lián)絡(luò )門(mén)關(guān)閉;電時(shí)間較長(cháng),不利于機組的穩定運行,改造應盡量安動(dòng)機送電并啟動(dòng);測試電動(dòng)機電流、振動(dòng)、溫度等排在機組檢修期間進(jìn)行。參數,觀(guān)察運行2he)高速電動(dòng)機降低轉速,轉子圓周速度降低,34電動(dòng)機低速帶泵運行軸承發(fā)熱得到改善。雖然通風(fēng)條件變壞,但因定子電動(dòng)機高低速切換端子箱內連接片改為低速連電流減小,定子銅耗也會(huì )明顯減小,發(fā)熱量減小接方式;電動(dòng)機綜合保護裝置中二次額定電流I所以不會(huì )造成電動(dòng)機整體溫度的升高1由4.44A改為3.33A,所有差動(dòng)相關(guān)控制字選擇參考文獻“退出”,差動(dòng)保護出口壓板退出;解除循環(huán)水泵啟[1]GB/T2122007,旋轉電動(dòng)機修正規范[S].動(dòng)邏輯允許條件置非門(mén)“1”位置,恢復正常運行方GB/T 212-2007, Rotary Motor Modified Norm [S]式;確認就地蝶閥控制柜上蝶閥控制方式為“遠方”[2]孫克軍、異步電動(dòng)機與變壓器[M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,控制方式;高、低速循環(huán)水泵并聯(lián)運行前單元循環(huán)2010.水系統的閥門(mén)應全開(kāi);確認1號、2號電動(dòng)機循環(huán)SUN Kejun. 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