火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水泵雙速節能改造

施工技術(shù)第4卷第22期后|CONSTRUCTION2014年8月火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水泵雙速節能改造李忠國張晗賈樹(shù)研華能鶴崗發(fā)電有限公司摘要:在電力市場(chǎng)日益競爭激烈的環(huán)境下，電機雙速技術(shù)應用具有較大推廣價(jià)值。循環(huán)泵電機改造雙速調節后，將大大提高機組循環(huán)水調節的靈活性，優(yōu)化了循環(huán)泵運行方式，提高了機組運行的經(jīng)濟性，節約廠(chǎng)用電和降低供電煤耗，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。電機雙速改造屬于較為成熟的技術(shù)，具有較大的可靠性、經(jīng)濟性。關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠(chǎng);循環(huán)水泵;雙速節能;改造中圖分類(lèi)號: TE08文獻標識碼: A引言:三、循環(huán)水泵雙速改造簡(jiǎn)化方案在鶴崗廠(chǎng)- -期2*300MW機組循環(huán)水系統，設置兩臺50%容根據循環(huán)水系統實(shí)際情況和季節水溫變化程度，循環(huán)水泵量的循環(huán)泵，凝汽器所需水量與進(jìn)水溫度有關(guān)，運行人員主要電 機進(jìn)行雙速改造是實(shí)用有效的。大多采用變前極和變后極都根據運行經(jīng)驗和環(huán)境溫度等因索啟停循環(huán)泵運行臺數，一般情是 60°相帶的換相法，單繞組雙速改造一般采用反向法 和換向況下，冬季運行1臺，春、夏、秋季運行2臺。這種調節循環(huán)水法兩種， 這種方法能使電機在兩種轉速時(shí)均能獲得良好的運行流量運行方式，雖然有一定的經(jīng)濟性，但不能滿(mǎn)足機組在不同性能， 既對變極后( 低速)的技術(shù)參數能滿(mǎn)足使用要求，也能負荷和春、夏、秋、冬四季環(huán)境溫度變化對循環(huán)水入口溫度的保留電機變極前速度(高速)時(shí)的技術(shù)參數。電機變極切換,要求，同時(shí)，也存在“大馬拉小車(chē)”的現象。為降低發(fā)電成本，只要在-只專(zhuān)用出線(xiàn)盒內改變連接板的連接即可。根據水泵的機械特性，泵的流量與轉速一- 次方成正比，揚程與據以上分析，每臺機組可以只將- - 臺泵改造為雙速泵，雖轉速平方成正比，軸功率與轉速立方成正，當通過(guò)降低轉速以然 不能兩臺低速泵并聯(lián)運行，但除此之外所有運行組合方式都減少流量來(lái)達到節流的目的時(shí)，所消耗的功率降低很多。經(jīng)綜能實(shí)現:冬季根據負荷情況，可以選擇單臺低速或全速泵運合調研，確定通過(guò)電氣調節循環(huán)泵轉速方法，來(lái)提高機組循環(huán)行; 其他季節可以選擇-臺低速 與-臺全速泵并聯(lián)運行。夏季水系統調節的靈活性，更好地滿(mǎn)足機組對循環(huán)水人口的要求，高 負荷下仍有兩臺全速泵投運的選擇。最大限度地發(fā)揮低速泵降低循環(huán)泵的能耗，節約廠(chǎng)用電量，達到節能增效的目的。的作用，以實(shí)現投資回報的最大化。一、循環(huán)水量應隨冷卻水溫和熱負荷的變化進(jìn)行調整關(guān)于電動(dòng)機的改動(dòng)，為使電機在不同轉速下取得最佳效循環(huán)水的作用是冷卻，簡(jiǎn)稱(chēng)冷卻水，旨在將排人凝汽器的率， 要優(yōu)化電動(dòng)機結構本體設計，調整電動(dòng)機的定子線(xiàn)圈及定熱量帶走。凝汽器熱負荷與循環(huán)水的關(guān)系式:子線(xiàn)圈接線(xiàn)方式，力求電機在兩種轉速下效率、功率因數等性QT=GWTxCPT (2T-1T)能指標最佳，要保證定子繞組經(jīng)過(guò)優(yōu)化設計、諧波分析后，一式中, QT為凝汽器熱負荷, kW; GW:為循環(huán)水流量, kg/s;切順利。CpT為循環(huán)水的平均溫度下的比熱容，kJ/ (kg.C); t2T為凝汽電動(dòng)機內部引出接頭固定在-一個(gè)出線(xiàn)盒內接線(xiàn)板上，電動(dòng)器出口冷卻水溫度，C; tIT 為凝汽器人口冷卻水溫度，C。機以外的設備不做任何改動(dòng)，仍采用原電纜及配電設備，用連假定凝汽器熱負荷和凝汽器出口冷卻水溫度是不變量，凝接片分別按兩種轉速接線(xiàn)連接圖連接，可調整電動(dòng)機的運行轉汽器人口冷卻水溫度越低，需要的冷卻水量越少;反之越多。速。 此種方案可實(shí)現投資最小化，只須在換季或需要時(shí)，將連假定凝汽器人口冷卻水溫度不變，凝汽器熱負荷越多，所需冷接 片倒換一下連接方式即可。卻水量就越多;反之越少。對于純凝機組，冬季的循環(huán)水溫在四、電動(dòng)機調速方式的選擇10C左右，夏季循環(huán)水溫在30C左右，機組即使在相同負荷及異步電動(dòng)機的轉速公式:工況下運行，所需的循環(huán)水量也是不同的。對于帶抽汽的凝汽n=60f(1-8) /p .式機組，是否帶抽汽運行及所帶抽汽量大小，凝汽器的熱負荷式中: f一頻率; s-轉差率; p-極對數。是不同的，相應所需的循環(huán)水量隨之改變。由公式可知，電動(dòng)機調速有三種方式:改變供給電動(dòng)機的二、不同轉速泵并聯(lián)運行問(wèn)題電源頻率;改變電動(dòng)機的極對數;改變電動(dòng)機的轉差率。變頻為得到不同臺數循環(huán)水泵的配置方式，以適應不同機組負調速 屬于改變供給電動(dòng)機的電源頻率的一-種電氣調速方式， 內苛，每臺機組只對一臺循環(huán)泵電機進(jìn)行改造。此時(shí)我們最關(guān)心饋斬波調速屬于改變電動(dòng)機的轉差率的一-種電氣調速方式， 變的問(wèn)題:是低速泵和全速泵并聯(lián)運行時(shí)的性能。2009年，河北頻調速與內饋斬波同屬高效無(wú)極調速方式。變極調速屬于改變省電力研究院在某電廠(chǎng)做了立式斜流泵雙速運行試驗。結果顯電動(dòng)機的極 對數的一種電 氣調速方式，變極調速屬于高效有極示，雙泵高低速并聯(lián)運行時(shí)，循環(huán)水流量小于并聯(lián)前兩泵單獨調速方式?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)循環(huán)泵運行方式受季節因素影響較大,運行時(shí)的流量之和，但并聯(lián)時(shí)的循環(huán)水泵揚程比并聯(lián)前兩泵單在同樣的環(huán)境溫度 條件下，循環(huán)泵的運行方式基本不變，無(wú)需獨運行時(shí)的揚程都大。并聯(lián)時(shí)的總流量小于并聯(lián)前每臺泵單獨連續調 節循環(huán)泵的中國煤化工相對固定和改工作時(shí)的流量之和，其減少的程度隨泵并聯(lián)臺數的增加、管路造成本等綜合因素MHCNMHG調速方式(即特性曲線(xiàn)的陡緩程度而增大。電動(dòng)機為雙速調速第4卷第22期施工技術(shù)2014年8月CONSTRUCTION五、雙速調速電機的基本原理此，發(fā)電廠(chǎng)節能工作要抓住“同能不同價(jià)”的特點(diǎn)，因地制異步電動(dòng)機的轉速公式:宜,最大限度地降低綜合發(fā)電成本。n=60f(1-s)個(gè)p2、雙速循環(huán)水泵改造的經(jīng)濟性由于--般異步電動(dòng)機正常運行時(shí)的轉差率s都很小，電機改造完成后雙泵高速和低速轉速穩定一致， 雙泵電流在的轉速n=n1 (1-s)決定于同步轉速n1。從n1=60fp可見(jiàn)， 在同一 工況接近，雙泵流量在同- -工況接近，一高一低并列運電源頻率f不變的情況下，改變定子繞組的相對數p，同步轉速行能夠實(shí)現， 工況穩定，系統檢查正常。單泵A運行高/低速nl就發(fā)生變化，異步電動(dòng)機的同步轉速與磁極對數成反比，磁電 流比為147.8/109.7A，電流降38.1A，節電率25.78%;雙高極對數增加一倍，同步轉速n1下降至原轉速的--半,電動(dòng)機額或雙低工況下A循泵運行高/低速電流比為141.8/103.2A，電定轉速n也將下降近似- -半，所以改變磁極對數可以達到改變流 降38.6A，節電率27.22%;單泵B運行高/低速電流比為電動(dòng)機轉速的目的。148.5/109A， 電流降39.5A，節電率26.60%;雙高或雙低工況B雙速異步電動(dòng)機的變速是采用改變定子繞組的連接方式，泵運 行高/低速電流比為141.9/104.8A，電流降37.1A, 節電率也就是說(shuō)用改變電機旋轉磁場(chǎng)的磁極對數，從而使電機用一查26.15%。這- -數據說(shuō)明循環(huán)水泵雙高改雙低運行方式單機廠(chǎng)用繞組獲得兩種轉速。雙速電機高、低轉速，主要是通過(guò)以下外電率可 以降低約0.26%。負荷210MW,循環(huán)水溫度15C電動(dòng)機部控制線(xiàn)路的切換來(lái)改變電機線(xiàn)圈的繞組連接方式來(lái)實(shí)現。由雙高速切向雙低速真空降低0.7KPa,端差由9C降到4C，過(guò)(1)在定子槽內嵌有兩個(gè)不同極對數的共有繞組，通過(guò)外冷度由 -2C升到0%，發(fā)電煤耗降低2.9142g/KWh。部控制線(xiàn)路的切換來(lái)改變電機定子繞組的接法來(lái)實(shí)現變更磁極根據A泵電機高低速電流差值計算對數;I=147-109.7=38.1A功率因數取 0.75C0S(2)在定子槽內嵌有兩個(gè)不同極對數的獨立繞組。電機低速運行較高速運行日節約電能(3)在定子槽內嵌有兩個(gè)不同極對數的獨立繞組，而且每P=1.732*6*38.1*0.75*24=9502KW個(gè)繞組又可以有不同的聯(lián)接。雙速異步電動(dòng)機的這種調速方法取上網(wǎng)電價(jià)0.348元/KWh月節約資金是有級的，不能平滑調速，而且只適用于鼠籠式電動(dòng)機。9502*30*0.348= 99200元六、電機改造方案按每臺電機每年6個(gè)月低速運行，4臺泵年可以節約根據改造的必要性和節能降耗的空間，確立將原循環(huán)泵4*6*99200-3571200元2-1電動(dòng)機16極單速電機改為雙速( 16/18極)電機，增加優(yōu)化按每臺電機改造費用14萬(wàn)元計算; 4臺電機改造費用共計調節方式。14*4-56萬(wàn)元。鶴崗電廠(chǎng)- .期安裝兩臺國產(chǎn)300WM發(fā)電機組，每臺配可見(jiàn)循環(huán)泵電機經(jīng)過(guò)改造后，完全可以滿(mǎn)足機組運行要有兩臺S型單極雙吸水式循環(huán)水泵。參數如下:水泵型號，求， 每年10月到第二年5月運行節能效果顯著(zhù)，并且循環(huán)水泵1400S20;流量, 15660m'h;揚程: 20mH2O; 轉速，370r/運行方式多樣化， 可以高低速運行、可以單高速或單低速運nin; 配用功率，1250KW; 電機型號，Y1250- 16/1730; 電壓， 行，極大地適應和滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際負荷變化的需要。6000V;轉速，371r/min; 電流，167A。 電機改造前/后，電機八、結語(yǔ)極數16/18P;轉速，321/371; 電流，134/167A。通過(guò)對循環(huán)水泵的雙速改造，滿(mǎn)足了機組在不同季節和不聯(lián)鎖關(guān)系:同負荷工況下對循環(huán)水量的要求，不僅增加了循環(huán)水泵系統調兩臺循環(huán)泵互為備用，當工作泵因事故跳閘時(shí)，備用泵自節方式的靈活性，也取得了相當顯著(zhù)的節能效果，降低了發(fā)電動(dòng)投入。當循環(huán)泵出口閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，閉鎖合閘。當循環(huán)泵投入成本， 提升了電廠(chǎng)的經(jīng)濟效率。運行穩定后，聯(lián)鎖開(kāi)啟出口閥門(mén)。當循環(huán)泵出口閥開(kāi)啟時(shí)，閉參考文獻:鎖手動(dòng)跳閘。[1]林柏，李東輝，胡光，馬景冬.火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水泵雙七、循環(huán)水泵電機改造的經(jīng)濟性速節能改造分析[]黑龍江電力，2003, 06: 429 -431.1、節約用電可以最大限度地降低綜合發(fā)電成本[2]王銳，姚志春，王健，廖霜和.火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水泵電發(fā)電廠(chǎng)是能量轉換工廠(chǎng)，從熱力學(xué)分析看，經(jīng)過(guò)鍋爐、汽機雙速改造 的應用[A].江蘇省電力工程學(xué)會(huì )、安徽省電力工程輪機和發(fā)電機把燃料的化學(xué)能依次轉變?yōu)闊崮?、機械能和電學(xué)會(huì )、浙江省電力學(xué)會(huì ).第六屆電力工業(yè)節能減排學(xué)術(shù)研討會(huì )能，能量在轉換過(guò)程中不可避免地存在各種損失，可用能逐論 文集[C].江蘇省電力工程學(xué)會(huì )、安徽省電力工程學(xué)會(huì )、浙江步降低，’但能量的價(jià)值卻逐步增加，熱能的能價(jià)大于煤的能省電力學(xué)會(huì ): ，2011: 3.價(jià)，而電能的能價(jià)大于熱能的能價(jià)。如發(fā)熱量為20MJ/kg的原[3]浦鈺青，徐松泉，殷飛.循環(huán)水泵電機雙速節能改造[].煤價(jià)格為260元/t,其能價(jià)為0.013元/MJ;而價(jià)格為0.33元//機械研究與應用， 2009, 05: 133- 134+136.(kW"h )的電能，其能價(jià)為0.0917元/MJ。電煤能價(jià)比為7,即[4]鮑金春.循環(huán)水泵雙速電機的節能改造[J].華電技術(shù)，節約1MJ電能給企業(yè)帶來(lái)的效益相當于節約7MJ煤的能量。因2011, 09: 59 -60+97.中國煤化工文.MHCNMHG全文 。此文草編碼: 2014A3255