电厂循泵电机双速改造的应用张青松

电厂循泵电机双速改造的应用张青松

张青松

（神华国华寿光发电有限责任公司山东寿光262714）

摘要：近年来，电厂循泵电机双速改造的应用得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了原系统结构说明，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就其改造方案展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：电厂；循泵电机；双速；改造

1前言

随着电厂循泵应用条件的不断变化，对其电机双速改造的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2概述

某电厂一期工程共有4台600MW燃煤机组，与机组配套的循环水泵共设置八台（即一机两泵）。现运行的循泵电机冷却水采用循泵出口海水作为冷却介质，经升压后供至各台循环水泵电机，运行约6000小时后即发现循泵电机冷却器频繁泄漏，由于冷却器泄漏造成循环水泵被迫退备，夏季出现的循环水泵退备还直接影响到机组负荷及供电煤耗，给机组安全生产带来隐患。同时电机轴承冷却器的泄漏还会造成润滑油泄漏引起海域污染，造成海洋生态破坏。

3原系统结构说明

电厂循环水泵采用：长沙水泵厂有限公司的88LKXB-19型立式斜流循环水泵，一机配两台循泵，与其配套的循泵电机为：湘潭电机厂生产的YKSL-2500-16/2150-1W立式感应电机，每台循环水泵电机配两台外挂式冷却器，一套轴承冷却器，三套冷却器均采用B30材质。

第一台循环水泵余2006年2月27日随机组调试即投入运行，在2007年初各循泵电机冷却器开始陆续发生泄漏缺陷。

缺陷情况的历史记录和叙述：

2007年2月#1机组A循环水泵冷却器首次发生泄漏。

2007年3月#1机组B循环水泵轴承冷却器发生泄漏，致使循泵电机轴承严重烧毁，大量润滑油外泄至象山湾造成海域污染。

至2008年春节前电厂8台循环水泵冷却器及轴承冷却器，因泄漏已经全部更换，其中1A、2B循环水泵冷却器及循泵轴承冷却器已第二次进行了更换。

由于循环水泵冷却器及循泵电机轴承冷却器泄漏造成循环水泵被迫退备，夏季出现的循环水泵退备还直接影响到机组负荷及供电煤耗，给机组安全、稳定、可靠运行带来隐患。并且在很短的时间内很难恢复运行。同时泄漏还会造成润滑油泄漏致使引起海域污染，造成海洋生态破坏。

经技术人员采用超声波流量计对循环泵流量等数据测试，以及循环水泵的性能诊断测试和管道阻力测试，发现存在以下问题：

（1）原泵性能达不到设计值，泵效率低，出力比原设计低了6.3%。

（2）循环水管道有下沉现象，且不均匀，略呈波浪状，使管阻增大。

（3）缺乏多种有效的经济调度手段：需要改变循环水量时，只能通过改变循泵运行台数，此时不仅系统节流损失较大，还使泵的工况点进一步偏离高效区。

4改造方案研究

4.1经过大量的调查研究，基本可行的改造方案有四种

4.1.1选用汽机厂房内闭式水进行循环冷却。

4.1.2选用厂内原水补给水进行冷却。

4.1.3采用独立的闭式循环冷却。

4.1.4采用耐海水腐蚀的钛金属冷却器。

4.2四种方案比较

4.2.1选用汽机厂房内闭式水进行循环冷却：考虑机组可靠性运行避免单台机组检修或故障而引起其它循泵不能正常运行，设计上应选用从每台机组的闭式水单独引冷却水至循泵电机冷却水母管，然后单独供至每台循环水泵进行冷却，此方案目前存在问题：

a.单独从各机组接闭式水需要重新铺设8根冷却水管道（4根供水、4根回水），不仅需要铺设很长的距离，而且还要跨越多根供水管道和电缆沟，因此施工难度及施工费用较高。

b.该厂闭式水泵出口压力为0.8MPa，而循泵电机冷却水设计压力为≤0.5MPa，如按此方案执行需设计安装一套适合室外露天工作的减压系统，将闭式水压力控制在≤0.5MPa以下，还必须保证冷却水量，因此在费用上增大了投资。

c.该厂四台机组闭式水泵前期设计流量参数为3150m3/h，考虑到节能减排问题，已将闭冷泵叶轮直径减小，减小后的流量参数为2859m3/h，因流量下降有可能导致厂内各冷却用户及循环水泵电机冷却水流量下降，从而影响到整个机组的安全运行。

4.2.2选用厂内原水补给水进行冷却：在原水补给水管道上加装支管和节流、降压装置，经节流、降压供各循泵电机冷却后，由回水母管引至原水池，从现场布局来看厂内原水补给水管道经循泵房北侧，安装仅需加装冷却水用管路和节流、降压装置，投资费用较少；但从安全角度来分析：由于平潭水库到厂内补给水管道落差为80米，一旦控制及调节不当将造成厂内补给水管道超压爆管，届时不仅影响到厂内淡水的补给水工作，还因循泵电机超温直接影响到全厂各机组的安全运行。

4.2.3采用独立的闭式循环冷却：整个系统布置保持现双母管制运行，新增加两个蓄水池，并在每个蓄水池上部安装两套机械通风冷却塔作为冷却水源冷却，蓄水池补给水采用原设计循泵初次启动用的工业水，此系统由于为独立的闭式循环，且双母管布置、冷却泵为2用6备，同时工业水仍可作为紧急状态下冷却供水，安全性较高。

4.2.4采用耐海水腐蚀的钛金属冷却器：目前对于电机冷却器的生产在技术上没有问题，只是费用较高一台电机的改造费用约45万；而对于循泵轴承冷却器由于冷却管为环形带散热肋片型式，在制造上不能满足技术要求生产较困难。改造不彻底。

4.3方案确定

经对比，选用独立的闭式循环冷却方案。整个闭式冷却水系统主体部分安装在循环水泵房前池进水间空场处，两个85立方米蓄水池，外形尺寸为13300×6000×4500mm，三根主梁分别架设在循环水泵房进水间池壁外支撑上，顶部安装四台冷却水量为125m3/h机械通风冷却塔。

通过改造，将以海水作为冷却介质的开式循环冷却系统改为以淡水作为冷却介质的闭式独立循环冷却水系统，已使用三年以上。现已彻底解决因循环水泵电机冷却器及轴承冷却器泄漏，所造成的机组降负荷、海域污染等问题，并大量减少了原循泵电机冷却器更换费用。改造是成功的。

根据公式n1=60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比[2]，改变电机磁极对数及可改变电机转速。本改造方案利用电机本身条件，对原电机定子绕组进行改造，定子绕组增加一组抽线接头，由20p改造为20p/22p，将单速电机改为双速电机，同时将电机的铭牌功率由3500KW增容到3850KW。实施双速改进后电机可在295rpm及268rpm下运转，切换电机转速时只需在电机接线盒改变接线连接片即可实现。可通过循环水泵不同的运行方式改变循环水流量，满足机组在不同运行方式或季节变化下对循环水量的需求，不仅提高了泵的运行效率，更方便实现循环水泵的经济调度，对于其他同类型机组循环水泵改造具有一定的参考作用。

5结语

通过对电厂循泵电机双速改造应用问题的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从电厂循泵电机应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的双速改造应用实施策略。

参考文献

[1]孔珑.工程流体力学[M].第二版.北京：中国电力出版社.2017（11）：60-62.

[2]朱锐，种道彤，刘继平，等.冷却水流量对凝汽器性能影响的试验研究[J].热力发电.2017（01）：115-116.

[3]潘再平.电机学[M].浙江大学出版社.2016（21）：88-89.