摘要：為跟隨季節(jié)和負(fù)荷的變化，凝汽器循環(huán)水供水量通常只有依靠增減循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，而單臺(tái)循環(huán)水泵電機(jī)容量大，經(jīng)常出現(xiàn)不在經(jīng)濟(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行的情況。為了節(jié)能降耗，將原循環(huán)水泵電機(jī)改為雙速電機(jī)。改造投用后，不但使運(yùn)行維護(hù)量少，而且節(jié)能效果明顯。
關(guān)鍵詞：雙速電機(jī)；循環(huán)水泵；節(jié)能
Energy-saving Application of Dual-speed Motor for Circulating Water Pump in Power Plant
Liu Guisheng．Ma Junchi，Ding Ping．Mao Shiping，Ding Ming
（Equipment Management Department，Guodian Jianbi Power Plant，Zhenjiang 2 1 2006，China）
Abstract：With the load and season changing， circulating water of condenser only Can be adjusted by number changing of the circulating pump．But single circulating pump motor capacity is great an d not economic．To reduce energy consumption，the original plant circulating pump motor was changed to dual-speed motors．The conversation not only reduced operation and maintenance，and was efficient in energy-saving．
Key words：dual——speed motor；circulating pumps；energy-saving
1 改造前的運(yùn)行情況
本廠六期共安裝有2臺(tái)330 MW 機(jī)組。汽輪機(jī)型號(hào)為N330—16．67／538／538，兩臺(tái)機(jī)組配置有4臺(tái)50％容量的循環(huán)水泵（編號(hào)分別為31號(hào)、32號(hào)、33號(hào)、34號(hào)），型號(hào)為PHZ1600—1100型，流量為23 400 m ／h，揚(yáng)程16 m。配套電機(jī)型號(hào)YL1800—16／1730—1，功率1 800 kW，電壓6 000V，轉(zhuǎn)速371 r／min。2臺(tái)330 MW 機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)采用母管制運(yùn)行方式。
在實(shí)際運(yùn)行中，不同負(fù)荷、不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。在春、秋季節(jié)及冬季高負(fù)荷工況下會(huì)出現(xiàn)2臺(tái)循泵供給2臺(tái)機(jī)組的冷卻水量嫌少，3臺(tái)循泵機(jī)組供給的冷卻水量又偏多的局面。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能降耗的目標(biāo)，將循環(huán)水泵電機(jī)由單一轉(zhuǎn)速改為由雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在四季水溫及負(fù)荷工況變化時(shí)，通過(guò)改變循泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和幾臺(tái)循環(huán)水泵不同轉(zhuǎn)速組合的運(yùn)行方式，從而，大幅度降低循泵耗電量成為技術(shù)人員急需解決的一大課題。
2 循泵電機(jī)改造的可行性
由循泵的性能曲線來(lái)看，在較小范圍內(nèi)改變循泵的轉(zhuǎn)速，循泵的效率近似不變，而流量（Q）、揚(yáng)程（ ）、功率（P）與轉(zhuǎn)速則相應(yīng)近似成一次方、二次方、三次方關(guān)系下降，從理論上可以做到改變較少的轉(zhuǎn)速，降低較大幅度的功率值，而流量、揚(yáng)程下降幅度較少，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。假設(shè)16極時(shí)流量為Q1，揚(yáng)程H1，功率為P1，改18極后流量為0．888Q1，揚(yáng)程0．789H1，功率為0．7P1。
將高轉(zhuǎn)速電機(jī)改低轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子圓周速度降低，軸承發(fā)熱會(huì)得到改善。雖然電機(jī)因轉(zhuǎn)速降低而通風(fēng)條件變壞，但因定子電流減小，定子銅耗也會(huì)明顯減小，發(fā)熱量減小，所以不會(huì)造成電機(jī)整體溫度的升高。
本廠6期循環(huán)水泵所采用的電機(jī)型號(hào)為YL1800—16／1730—1，功率1800 kW，電壓6000V，轉(zhuǎn)速371 r／min，極數(shù)為16極，電機(jī)定子槽數(shù)為108槽、轉(zhuǎn)子槽數(shù)為132槽，雙鼠籠結(jié)構(gòu)。首先，確定在不更換定子鐵芯的前提下，將同一繞組經(jīng)改變其組合而得到16極及18極兩種不同的極數(shù)：另外，為防止因轉(zhuǎn)換為18極時(shí)電機(jī)產(chǎn)生異常的振動(dòng)及噪聲，對(duì)定轉(zhuǎn)子槽數(shù)進(jìn)行了核算，以滿足變極的要求。
3 循泵電機(jī)改造的方法
項(xiàng)目中，對(duì)32號(hào)循泵電機(jī)進(jìn)行改造。
（1）對(duì)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核算，將循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)由原單一轉(zhuǎn)速即16極371 r／min，改為可通過(guò)改變外部接線端子而實(shí)現(xiàn)的l 8極333 r／min和l6極37l r／min兩種轉(zhuǎn)速。
（2）電動(dòng)機(jī)保證在兩種轉(zhuǎn)速下，當(dāng)電源電壓在5．6-6．6 kV 之間變化時(shí)，輸出功率仍能維持在相對(duì)應(yīng)的額定值。
（3）改造后的電機(jī)允許全壓起動(dòng)，最低起動(dòng)電壓不低于70％額定電壓，能夠帶負(fù)荷直接啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)繞組F級(jí)絕緣，各部溫升按B級(jí)考核。電動(dòng)機(jī)允許在冷態(tài)下連續(xù)啟動(dòng)二次，熱態(tài)下啟動(dòng)一次。
（4）電機(jī)在兩種轉(zhuǎn)速下三相磁場(chǎng)對(duì)稱，振動(dòng)值不大于0．05 mm。
（5）改造后的電動(dòng)機(jī)，在原轉(zhuǎn)速（37l r／min）運(yùn)行時(shí)，電機(jī)整體機(jī)械性能和電氣特性與改造前相同。電機(jī)的繞組在兩種轉(zhuǎn)速情況下均有較高的分布系數(shù)，具有良好的運(yùn)行性能，不應(yīng)有異常的電磁噪聲，溫度及振動(dòng)符合上述標(biāo)準(zhǔn)。
4 循泵改造的調(diào)試工作
（1）記錄下改造前，32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行時(shí)的有關(guān)參數(shù)：機(jī)組負(fù)荷，循泵電流、流量、振動(dòng)、循母壓力及凝器進(jìn)出壓力、機(jī)組真空等。
（2）記錄下31號(hào)、33號(hào)循泵下的有關(guān)參數(shù)（同上，負(fù)荷最好與上述第1條相同即11和12號(hào)機(jī)負(fù)荷均為303 Mw 左右）。
（3）組裝結(jié)束后單電機(jī)試轉(zhuǎn)（先18極后16極），在每種狀況下電機(jī)單試2 h，測(cè)量振動(dòng)，記錄電流、溫升，確定電機(jī)方向，同時(shí)注意電機(jī)在兩種狀況下的噪音。兩種狀況下單電機(jī)試轉(zhuǎn)正常后進(jìn)行對(duì)輪連接工作。32號(hào)循泵電機(jī)接線處于16極即高速狀態(tài)。
（4）循泵試轉(zhuǎn)前有關(guān)系統(tǒng)檢查工作結(jié)束。六期循泵運(yùn)行方式為31號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行，32號(hào)、34號(hào)循泵備用。
（5）啟動(dòng)32號(hào)循泵（16極），停31號(hào)循泵（運(yùn)行方式：32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行），記錄有關(guān)參數(shù)，分析32號(hào)循泵的運(yùn)行情況，運(yùn)行2 h后停用，調(diào)31號(hào)循泵運(yùn)行。電氣專業(yè)開(kāi)工作票將32號(hào)電機(jī)接線改18極即低速狀態(tài)。
（6）再次啟動(dòng)32號(hào)循泵以18極運(yùn)行，運(yùn)行方式：31號(hào)、32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行。根據(jù)循母壓力調(diào)整循門開(kāi)度，維持循母壓力基本不變，直至循門開(kāi)足。維持3臺(tái)循泵運(yùn)行1 h左右，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)（同上）。
（7）32號(hào)循泵運(yùn)行1 h檢查正常后，停用31號(hào)循泵，運(yùn)行方式：32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行。調(diào)整循門開(kāi)度，維持循母壓力，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)（同上）。對(duì)上述4種運(yùn)行方式進(jìn)行比較。
（8）試驗(yàn)期間，兩臺(tái)機(jī)組負(fù)荷盡量保持不變。
5 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析
將32號(hào)循泵改造成低速泵（18極），根據(jù)負(fù)荷和季節(jié)的變化采用高速泵（1 6極）與低速泵、高速泵與高速泵幾種不同組合運(yùn)行，從而可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。下面就幾種循泵的運(yùn)行方式進(jìn)行分析。
5．1 從節(jié)約廠用電的角度分析
兩臺(tái)機(jī)組均為300 MW左右的負(fù)荷，以采用3臺(tái)高速循泵和兩臺(tái)高速、一臺(tái)低速循泵運(yùn)行方式進(jìn)行比較。結(jié)果是改造后3臺(tái)循泵兩高一低運(yùn)行方式更加經(jīng)濟(jì)、合算。因?yàn)楦脑烨昂蠊r3臺(tái)循泵運(yùn)行機(jī)組凝器真空均一樣，但改造后32號(hào)循泵（18極）比32號(hào)循泵（16極）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，3臺(tái)循泵共節(jié)約總電流達(dá)58 A，節(jié)約廠用電達(dá)406 kW•h。從全年來(lái)看，兩臺(tái)高速泵（16極）、一臺(tái)低速泵（18極）運(yùn)行的時(shí)間約達(dá)7．5個(gè)月，共節(jié)約電量為2 192 400kW•h，按電價(jià)0．32 kW•h元計(jì)算，則全年可節(jié)約人民幣70．2萬(wàn)元。每臺(tái)循泵改造費(fèi)用為21萬(wàn)元，則半年時(shí)間即可收回全部投資。
5．2 機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析
增開(kāi)一臺(tái)低速泵可使兩臺(tái)機(jī)組凝器真空共提高0．9 kPa（以理論計(jì)算及實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，300MW 機(jī)組真空每提高1 kPa，可以多發(fā)2 200 kW左右），因此，機(jī)組每h可以多發(fā)1 980 kW•h。而增開(kāi)一臺(tái)低速循泵，3臺(tái)循泵的電流相對(duì)于兩臺(tái)循泵共增加198 A，折算成廠用電量為1 386 kW•h。綜合比較，在相同蒸發(fā)量的前提下，整個(gè)機(jī)組每h可節(jié)約電量598 kW -h。
6 結(jié)論
（1）在春、秋及冬季高負(fù)荷期間增開(kāi)低速泵（18極），可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。32號(hào)循泵由高速（16極）改造為低速（18極）是成功的。
（2）循泵改造的結(jié)果表明；通過(guò)改造可以大大提高機(jī)組循環(huán)水泵調(diào)度的靈活性。改造后，在冬季32號(hào)循泵經(jīng)濟(jì)調(diào)度的負(fù)荷應(yīng)控制在250-270 MW之間；在春、秋季負(fù)荷應(yīng)控制在230-240 MW之間。
（3）兩臺(tái)機(jī)組兩臺(tái)循泵運(yùn)行工況下，不推薦32號(hào)循泵（18極）與其他循泵（16極）組合的運(yùn)行方式。因?yàn)檫@樣的運(yùn)行方式使循環(huán)水母管壓力偏低，不利于機(jī)組的安全運(yùn)行。單臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行工況下，可采用上述運(yùn)行方式。