電廠(chǎng)循環(huán)水泵永磁調速器改造節能分析

Vol.34 No.5河北電力技術(shù)第34卷第5期(ct.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年10月電廠(chǎng)循環(huán)水泵永磁調速器改造節能分析申玉榮',趙愛(ài)軍',蔡 亮',馬子磊',周麗萍”,葉 拔”(1.大唐武安發(fā)電有限公司。河北邯鄲056300;2.南 京艾凌節能技術(shù)有限公司.南京211122)摘要:針對恒壓供水系統需根據進(jìn)、出水口溫度和負荷需求來(lái)調節水泵流量的情況，提出采用永磁調速器代替閥門(mén)對系統的流量進(jìn)行調節并實(shí)現系統優(yōu)化運行的方法,從永磁調速器在該并聯(lián)恒壓供水系統中的節能原理、節能效果等方面進(jìn)行分析.認為該方法能夠提高系統的運行效率。從而達到節能的效果。關(guān)鍵詞:多機并聯(lián)恒壓供水系統;永磁調速器;節能分析中圖分類(lèi)號:TK243.6文獻標志碼:B文章編號: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永磁調速技術(shù)是專(zhuān)門(mén)針對風(fēng)機、泵類(lèi)離心式致了系統運行效率低,能源浪費嚴重,還會(huì )使系統負載調速節能的適用技術(shù)衛。永磁調速器由導體振動(dòng)大,磨損嚴重,導致使用壽命短。永磁調速器轉子、永磁轉子和調節器三部分組成，通過(guò)永磁體的出現有效地解決了這些問(wèn)題,許多火電廠(chǎng)已相磁場(chǎng)與感應磁場(chǎng)的耦合作用將電機的扭矩傳遞給繼采用該技術(shù)優(yōu)化離心式負載系統的運行。負載。調節器調節永磁轉子與導體轉子之間的相1冷卻循環(huán)水系統概況.互作用面積，即可實(shí)現改變傳遞轉矩的目的。永磁調速器具有高效節能、高可靠性、環(huán)境適應能力大唐武安發(fā)電有限公司的輔機循環(huán)水系統為強、減少系統振動(dòng)、減少系統維護和延長(cháng)系統使用輔機提供冷卻水,用戶(hù)使用后的冷卻水通過(guò)冷卻壽命等優(yōu)點(diǎn),相比于變頻器和液力耦合器更具優(yōu)風(fēng)機進(jìn)行冷卻后,重新通過(guò)回水管進(jìn)人吸水池,實(shí)勢,已成為風(fēng)機.泵類(lèi)離心式負載節能技術(shù)改造的.現冷卻水的循環(huán),滿(mǎn)足用戶(hù)的冷卻需求。輔機循首選,可廣泛應用于電力、石化、鋼鐵、市政、水泥、環(huán)水系統配備3臺循環(huán)水泵.2投1備,并聯(lián)共母采礦等行業(yè)?；痣姀S(chǎng)中通常配備有鼓風(fēng)機、引風(fēng)管運行,如圖1所示。夏季在2臺水泵同時(shí)運行機、給水泵、凝結水泵、低加疏水泵、暖網(wǎng)熱水泵、灰的情況下，進(jìn)水與回水的溫度相差較小,不到3漿泵、循環(huán)水泵等設備.這些風(fēng)機、泵類(lèi)設備是火電°C;冬季冷卻風(fēng)機不開(kāi),回水口溫度為32 °C時(shí),該廠(chǎng)中的耗電大戶(hù)，總耗電量占廠(chǎng)用電的60% ~系統仍然可以正常運行。由于設備可允許的水溫70%2。其中大多數設備是通過(guò)風(fēng)門(mén)擋板或閥門(mén)差可以達到7 C,回水溫度可適當提高3 C左右。對流量和壓力進(jìn)行調節,以適應工況需求,不僅導由此可見(jiàn)循環(huán)水流量過(guò)大,利用率低,循環(huán)水泵耗中國煤化工收稿日期:2015-05-25作者簡(jiǎn)介:申玉榮(1968- ).女.高級工程師.主要從事電氣控制方面的工作。MHCNMH G .●41●.Vol.34 No.5河北電力技術(shù)第34卷第5期Oct.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年10月電量大。為降低循環(huán)水系統的耗電量,需對循環(huán)理論關(guān)系如下:水泵進(jìn)行調速調節,以控制循環(huán)水的流量。Q.=Qx"(2)._冷卻水nl7用戶(hù)XoHz=H,X("二)°(3)畏_-C泄因此,軸功率P與轉速的關(guān)系如下:2'P2=P,x(")°(4)圖1輔機冷卻水循環(huán)系統可見(jiàn)離心負載的流量Q和轉速n是成正比關(guān)系的,而揚程H與轉速n的二次方成正比，所需2永磁調速器改造的軸功率P與轉速n的立方成正比關(guān)系。所以當對比現有調速技術(shù)后,決定采用永磁調速器實(shí)際需要流量為額定流量的80%時(shí),可調節負載對循環(huán)水系統中的2號水泵進(jìn)行改造。水泵型號的轉速至額定轉速的80%，此時(shí)系統的壓力僅為為XS350-430B,額定軸功率240kW，額定流量原來(lái)的64%,而所需功率僅為原來(lái)的51.2%。2 200 m2/h,揚程32.8 m,額定轉速1 480 r/min。離心式負載的運行曲線(xiàn)如圖3所示,當所需電機型號為YKK400- 4W.額定功率300 kW,額流量從Q減小到Q2時(shí)，如果采用調節閥門(mén)的辦定電壓6000 V,額定電流36 A,額定轉速1 482法,管網(wǎng)阻力將會(huì )增加，管網(wǎng)特性曲線(xiàn)上移,系統r/min。根據電機和水泵型號選擇風(fēng)冷型永磁調的運行工況點(diǎn)從A點(diǎn)變到新的運行工況點(diǎn)B運速器ALT650S對輔機循環(huán)水泵系統進(jìn)行節能改行，所需軸功率P:與面積H2XQ2成正比;如果造,改造內容包括基礎建設、設備對中及安裝、電采用調速控制方式，負載轉速由n1下降到n2,其纜鋪設以及DCS組態(tài)。將電機基礎加長(cháng),使電機管網(wǎng)特性并不發(fā)生改變,但負載的特性曲線(xiàn)將下后移一定距離，以便于在循環(huán)水泵與電機之間加移,因此其運行工況點(diǎn)由A點(diǎn)移至C點(diǎn)。此時(shí)所裝永磁調速器,安裝過(guò)程中要進(jìn)行對中,改造后的需軸功率P。與面積H:XQ2成正比,功率明顯小系統如圖2所示。此外,還需要增加電動(dòng)執行器于閥門(mén)調節時(shí)的軸功率[F]。的安裝基礎、并鋪設熱控電纜、加裝測點(diǎn)、進(jìn)行管網(wǎng)特性曲線(xiàn)DCS組態(tài)等。改造后,電動(dòng)執行器接收DCS的控制信號,調節導體轉子和永磁轉子的嚙合面積以實(shí)現對水泵轉速的調節，控制循環(huán)水流量,提高系.HB統的運行效率。電機YKK400-4W水泵XS350- 430B ALT650S,H Q曲線(xiàn)5圖3離心式負載的運行曲線(xiàn)在實(shí)際運行中,系統能夠調節的空間通常是圖2系統改造示意在考慮流量滿(mǎn)足的同時(shí)還必須考慮系統的壓力能否滿(mǎn)足要求。通過(guò)實(shí)踐的統計,離心式風(fēng)機、泵類(lèi)3永磁調速器節能分析負載通過(guò)調速控制可節能10% ~60%。3.1 節能原理3.2 節能效果風(fēng)機、泵類(lèi)負載的流量Q、揚程H、軸功率P采用永磁調速器對2號水泵進(jìn)行改造后,系有如下關(guān)系:統具備以下功能:P∞H XQ(1)a.永磁調速器可使申機空載啟動(dòng),也可進(jìn)行而離心式負載同時(shí)滿(mǎn)足相似定律,即當電機過(guò)載保護中國煤化工使用壽命。的轉速由n; 變化到n2時(shí),流量和揚程與轉速的YHCNMH G(下轉第49頁(yè))●42●.Vol.34 No.5河北電力技術(shù)第34卷第5期Oct.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年10月工器具,確保發(fā)生高壓隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱缺陷后及時(shí)過(guò)程管理提供參考。處理。參考文獻:[1] 李建基.高壓開(kāi)關(guān)設備實(shí)用技術(shù)[M].北京:中國電力出版5結束語(yǔ)社，2005.以上通過(guò)統計高壓隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱缺陷類(lèi)型，2] 潘益偉.雷 歡,陳亮,等.隔離開(kāi)關(guān)合閘不到位原因分析及處理[J].電力安全技術(shù)，2014.16(7):25 -27.分析隔離開(kāi)關(guān)缺陷與投運時(shí)間的關(guān)系，從老舊隔[3] 林莘.現代高壓電器技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社，離開(kāi)關(guān)設計結構不合理.元件質(zhì)量不良、現場(chǎng)安裝2002.工藝不良和運行維護不當等多個(gè)方面深人研究了[4]吳冠平,劉煉.GW5型隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱故障分析及處理[J].缺陷發(fā)生的具體原因.提出了缺陷性質(zhì)判斷依據，電氣技術(shù).2014(1):101 - 103.從資產(chǎn)全壽命角度提出了具體的反事故措施,為本文責任編輯:齊勝濤高壓隔離開(kāi)關(guān)設備選型、交接驗收、運行維護等全:(上接第42頁(yè))永磁調速器可實(shí)現系統能源的最優(yōu)匹配,通過(guò)提b.DCS實(shí)時(shí)監測系統循環(huán)水溫度,并將其轉高系統效率起到節能的效果。換為控制信號驅動(dòng)電動(dòng)執行機構調節永磁調速壓力2號改造改造后.改造前個(gè)器,從而改變水泵的轉速,實(shí)現對系統流量的自動(dòng)H/(MPa)前Q-H Q-.Q-1效率7控制。系統也可切換為手動(dòng)控制,方便工作人員3========操作。2號改造c.永磁調速器調速平滑穩定，且控制精度高，后Q-H能夠滿(mǎn)足系統的流量控制要求。d.提高系統的運行效率,降低了系統能耗。流量Q/mMh)循環(huán)水系統中,3臺循環(huán)水泵型號相同且并聯(lián)圖4循環(huán)水泵性能曲線(xiàn)運行,共用一個(gè)母管閥門(mén)。雖然系統完全可以通.4結束語(yǔ)過(guò)永磁調速器對流量進(jìn)行調節,但為保險起見(jiàn),在實(shí)際運行時(shí)母管閥門(mén)并未全開(kāi)，導致水泵出口壓大唐武安發(fā)電有限公司的循環(huán)水系統的3臺力相比改造前只是略有下降,而總流量基本不變。水泵共母管并聯(lián)運行,實(shí)際工作中流量過(guò)大,冷卻即使在這種情況下,根據實(shí)際測得的耗電量,永磁水利用率低,采用綜合性能較好的永磁調速器對調速器也實(shí)現了30.7%的節電。其中的2號水泵進(jìn)行了改造。因為永磁調速器調節2號水泵的轉速降低減永磁調速器通過(guò)提高水泵的運行效率達到了小了其出口壓力和流量,因此其性能曲線(xiàn)下降，如系統節能的目的,改善了系統的運行工況，同時(shí)使圖4所示,水泵有效功率略有下降的同時(shí),運行效系統能夠簡(jiǎn)便、可靠、安全穩定的運行。永磁調速率也得到了提高。而1號或3號水泵與2號水泵器在大唐武安發(fā)電有限公司輔機循環(huán)水系統上的并聯(lián)運行,出口壓力隨2號水泵略有下降,性能曲應用為高耗能企業(yè)的節能改造提供了一個(gè)成功的線(xiàn)雖然不變,但實(shí)際運行工況點(diǎn)沿性能曲線(xiàn)下移，案例,也證明了永磁調速器具有較高的推廣應用趨近于最佳工況點(diǎn),運行效率同樣得以提高。循價(jià)值。環(huán)水系統的電機的實(shí)際總功率為[1]徐光誠.永磁調速技術(shù)在電廠(chǎng)凝結水泵上的成功應用[J].新PI有效+ P2有效+ P3有效(5)疆電力技術(shù)，2011(3); 82 -84..2]嚴新榮,張東.永磁調速技術(shù)在火力發(fā)電廠(chǎng)中的節能應用式中:P有效為水泵的有效功率，7為系統效率,1、研究[J].華電技術(shù)，2009.31(12): 26-28.2、3分別對應3臺水泵。由公式(5)可以直觀(guān)地看3] 段曉偉,王向東.大功率風(fēng)機水泵調速節能方法對比分析出,在水泵的有效功率基本不變的情況下,效率的[J].節能，2012,31(5):28 -31.提高也可以有效降低電機的能耗。由此證明了，中國煤化工編輯:王麗斌MHCNMHG●49.