石二新廠(chǎng)循環(huán)水泵雙速電機改造可行性分析

設備管理與改造◆Shebeiguanli yu Gaizao石二新廠(chǎng)循環(huán)水泵雙速電機改造可行性分析李曉辰(華能.上海石洞口第二電廠(chǎng)，上海200942)摘要:華能上海石洞口第二電廠(chǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)石二新廠(chǎng))2 期機組循環(huán)水系統采用擴大單元制,故可靈活采用一機二泵、二機三泵、一機一泵3種運行方式。但由于單臺循泵容量較大,仍經(jīng)常出現不在經(jīng)濟工況點(diǎn)運行的情況，且實(shí)際-年中二機三泵運行時(shí)間較短,削弱了擴大單元制的優(yōu)勢。鑒于此，通過(guò)可行性分析與估算,得出了如將原循環(huán)水泵電機改為雙速電機,可取得明顯節能效果的結論。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;電機;雙速;改造1目前運行情況結論:耗用功率不及增加出力,故仍保持兩機兩泵運行方石二新廠(chǎng)2期超超臨界2X 660 MW機組采用一次中間再式最佳。此次試驗后直到6月17日才將方式改為二機三泵運熱、單軸、四缸四排汽、八級回熱抽汽、凝汽式汽輪機,設計壓力行,然而7月2日就因為大氣溫度高，江水溫度升高而啟動(dòng)了25 MPa,主/再熱蒸汽溫度600 C/600 C.循環(huán)水系統采用擴大第4臺循泵,變?yōu)? -機兩泵運行,導致二機三泵的運行時(shí)間很單元制直流供水系統,為凝汽器開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統供水,水短,無(wú)法充分發(fā)揮擴大單元制的優(yōu)勢。同時(shí)第4臺泵高速運行源為長(cháng)江水和海水。每臺機組配置2臺50%容量的循環(huán)水泵,2又可能造成電耗升高較多,而真空提高較少的情況。據此推斷,對循泵進(jìn)行變速改造是可以提高機組經(jīng)濟性的，控制好投臺機組的2根循環(huán)水供水母管間設有2個(gè)電動(dòng)連通門(mén),循環(huán)水互資就能取得較大的效益。為備用。水泵型號為88LKXB-19. 4,設計流量10.26 m2 /s,設計揚程19. 40 m。配套電機型號為YLKSI120 -16/2 800 kW/16P/2改造原理6 kV,轉速370 r/min。循泵設計運行參數如表1所示,凝汽器設鑒于目前運行中存在的問(wèn)題，提出循泵電機的改造意見(jiàn)。計規范如表2所示。常用的改造方法有2種,即變頻改造和雙速電機改造。改造方表1循泵設計運行參數案確定已有充分的論證和分析”,結合電廠(chǎng)設備運行年限、循項目-機二泵運行 二機三泵運行 -機-泵運行環(huán)水系統運行方式以及投資效益等情況,對循泵電機進(jìn)行變極循泵設計流量Q/(m' /s)10. 26.12.0013. 55改造是合適的,性?xún)r(jià)比是最高的。循泵設計揚程H/m19. 4015. 60電機轉速公式為:循泵設計效率v/%8882.1n=(1-s)50fp表2凝汽囂設計規范式中,p為電機極對數;s為轉差率;f為頻率。編號名稱(chēng)技術(shù)數據據此公式,改變電機極數就可改變電機轉速。根據泵類(lèi)機設計工況按TMCR設計,VWO.TRL校核械流體相似定律，在一定范圍內改變泵的轉速,泵的效率近似TMCR工況循環(huán)水帶走的凈723 856不變,其性能近似關(guān)系式為:Q/Q =n/n,H/H2=(n/mn2)*，熱/(kJ/s)P/P2=(n/m)"?？梢?jiàn)泵的功率與轉速的3次方成正比?，F凝汽器面積/m234 000循泵電機極數為16極,若將循泵電動(dòng)機改為16/18P雙速電動(dòng)循環(huán)水流量/(m' /s)20.25機,則電機在18極運行時(shí),可略微降低循泵轉速,可大幅降低冷卻水進(jìn)口額定溫度/20循泵功率。其計算參數如表3所示(循環(huán)水泵電機:YLKS1 120-16/2 800 kW/l6P/6 kV)。正常運行時(shí),2臺機組的連通門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)。由于負荷表3循環(huán)水泵變轉速前后性能參數變化以及季節變化的原因,常遇到開(kāi)-機一泵時(shí)循環(huán)水 流量不足真空偏低;而二機三泵時(shí)循環(huán)水流量過(guò)多,循泵電耗增加不轉速項目流量/(m2 /b)揚程/m功率/kW及由于真空提高而增加的出力,造成廠(chǎng)用電的浪費。16極(轉速370 r/min)48 78010. 202 800以2012年4月23日早班為例,2期增開(kāi)一臺3號機循泵.18極(轉速329 r/min)3 3758.05969試驗(循環(huán)水連通門(mén)全開(kāi),2臺機組循出全開(kāi)),數據如下:由此可見(jiàn),改變電機極數為18極后,理論上能降低電動(dòng)機(1)循泵電流由原250 A、255 A變?yōu)?80 A、280 A、功率 30%左右。同理,若改為20極,理論上能降低電動(dòng)機功率270A,共增加325A電流,以功率因數0.9計,相對于660MW48. 8%左右。耗用功率約0. 5%。(2) U3凝汽器壓力由540 MW.5. 28/4.84 kPa下降至3不同轉速泵并聯(lián)運行問(wèn)題540 MW、4.93/4.80 kPa,' 下降了0. 20 kPa,相對于660 MW約可比較合適的改造方案是每臺機組只對1臺循環(huán)水泵電機增加出力0. 1%(根據汽機性能試驗時(shí)微增出力曲線(xiàn)計算得出)。進(jìn)行改造;實(shí)中國煤化工,都存在低速泵和高(3) U4凝汽器壓力由550 MW、5.12/4. 20 kPa下降至速泵并聯(lián)運彳1HCN M H Cx泵高低速并聯(lián)運行.550 MW .4.45/4. 14 kPa,下降了0. 36 kPa,相對于660 MW約時(shí),循環(huán)水流童小丁開(kāi)聯(lián)舸網(wǎng)呆單獨運行時(shí)的流量之和,但并可增加出力0. 2%。聯(lián)時(shí)的循環(huán)水泵揚程比并聯(lián)前兩泵單獨運行時(shí)的揚程都大"。78.Shebeiguanli yu Gaizao◆設備管理與改造故高低速泵并聯(lián)運行的方案是可行的,不會(huì )影響到機組和設備后 泵和電機的機械磨損下降,也會(huì )降低維護成本。的安全運行。6電機改雙速的風(fēng)險控制4循環(huán)水泵雙速改造后運行方式循泵的雙速改造已在各家電廠(chǎng)廣泛應用,未對泵體做任何通過(guò)對循泵電機的雙速改造,可以組合出多種運行方式改動(dòng),泵的運行未發(fā)現異常。 單從泵的角度看,并不存在改造(表4、表5)。風(fēng)險。有電廠(chǎng)循環(huán)水泵改造后,電機運行在低速時(shí)，出現溫度表4只改造1臺循泵偏高、振動(dòng)和噪音偏大等問(wèn)題,分析認為改造失敗的原因與改前設計有關(guān)"。名稱(chēng)組合形式俄制機組在電機設計時(shí)就考慮雙速運行，鐵芯選擇上設計組合1-機兩泵兩高為雙線(xiàn)圈,將電機各性能進(jìn)行綜合考慮以達到最合理,運行起組合2兩機四泵三高低來(lái)在噪聲和振動(dòng)方面都可以達到最佳工況。單速電機改雙速組合3兩機三泵三高運行與之不同,原16極接線(xiàn)保持不變,可以保證和改前相同性組合4兩機三泵兩高--低能運行。18極接線(xiàn)每極每相144/18/3=2. 67槽,不是整數,性組合5-機-泵-高能或多或少地會(huì )低于原設計電機,后果是在振動(dòng)或是噪音方面組合6兩機兩泵- -高低.有所增加,但經(jīng)專(zhuān)家計算確認,均可控制在國家標準范圍內國。表5改造2臺循泵因此,選擇好改造廠(chǎng)家,事先評估改造方案,把好施工工藝和出廠(chǎng)試驗關(guān),是降低改造風(fēng)險的重要前提。7集控運行人員需注意的事項兩機四泵三高一低(1)電機進(jìn)行雙速改造時(shí)不添加斷路器等設施,使電機不-機兩泵-高-低能夠在運行中進(jìn)行轉速切換,故需要在改變轉速前先將電機停電,然后才可進(jìn)行電機內部繞組接線(xiàn)聯(lián)片調整,進(jìn)行此項操作一機兩泵兩低的時(shí)間顯得偏長(cháng)印。兩機三泵兩高一低.(2)改造后初期尤其要加強對改造電機的軸承溫度的組合7兩機三泵一高兩低監視。組合8.一機-泵-高(3)高低速泵并泵運行時(shí)要注意相關(guān)參數變化,加強分析.組合9兩機兩泵一高一低(4)超過(guò)2000kW的電動(dòng)機,按規程要求都裝設有電動(dòng)機組合10.-機一泵一低差動(dòng)保護。由于電動(dòng)機改造后低速運行時(shí)的接線(xiàn)方式為△接由此可見(jiàn),即使是只改造1臺循泵也可使運行組合多出3法,綜合保護裝置中的差動(dòng)保護將被退出。另外,在每次的高種。在實(shí)際改造過(guò)程中可先改造1臺以確定改造效果,再決定低速切換運行時(shí),由于功率及接線(xiàn)方式的變化綜合保護裝置參是否進(jìn)行另外1臺的改造。數均需重新修改( ,所以在切換過(guò)程中要嚴格按照相關(guān)的操作步驟進(jìn)行操作，防止遺漏。5改造后效益估算以夏季工況4臺循泵全開(kāi)為例。實(shí)際夏季4泵全開(kāi)時(shí),循8結語(yǔ)環(huán)水流量可達75 000 t/h,母管壓力可達0. 14~0.15 MPa,大電機雙速改造屬于較為成熟的項目具有技術(shù)可靠及安裝改大超出設計要求48 780 th,節能潛力巨大,而在其他季節多種造方便等優(yōu)點(diǎn),改造是必要的、可行的，能夠為電廠(chǎng)帶來(lái)可觀(guān)的效運行方式可充分發(fā)揮其經(jīng)濟性。如能保證三高-低的運行方益,只是改造的具體方案還需有關(guān)研究單位更詳細的論證。蒸式,則對低速泵夏季運行2個(gè)月節省的功率進(jìn)行估算如下:改造前實(shí)際消耗功率:1. 732X6. 03X298X0.85=2 645 kW.[參考文獻]改造后節省功率:2645X30% =793.5 kW。[1]于淵. 發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水泵電機雙速改造可行性分析[J].中小企業(yè)低速電機投運2個(gè)月節電量:793.5X24X60=1 142 640 kW. h。管理與科技,2012(33) :308~309節約資金(按0.4元/kW●h):1 142 640X0.4=45.7[2]劉海青.循環(huán)泵電機雙速節能改造分析[J].機電信息,2011(18):91~92萬(wàn)元。本計算還未考慮因循環(huán)水母管壓力下降而使得其他循泵[3]蔣勇,王軍,程秀芝,等循環(huán)水泵電機雙速改造效能分析[J].設備管理與維修,2010(1):60~61電流下降的因素,實(shí)際經(jīng)濟性應更高。600 MW等級機組單臺循泵電機的改造成本約40~50萬(wàn)[4]李繼忠.循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600 MW機組中的應用[].廣東電力,2012(8):122~125,130元,以此計算夏季2個(gè)月基本就能收回成本。根據以上算法，保持1臺循泵常年低速運行可推算出相比原運行方式1年的中國煤化工經(jīng)濟效益,相當可觀(guān)。收稿日期::MHC.NMH項士研究生,助理工從以上計算看出，單臺循環(huán)水泵經(jīng)雙速改造極具投資價(jià)作者簡(jiǎn)介:值,改造后對廠(chǎng)用電指標的貢獻將十分明顯。另外，低速運行程師研究方向:電廠(chǎng)集控運行。機電信息2014 年第6期總第396期79.