循环泵电机双速节能改造问题及处理刘海青

循环泵电机双速节能改造问题及处理刘海青

刘海青

（国华太仓发电有限公司江苏太仓215433）

摘要：根据江水温度季节性变化，生产系统对循环水需求量不同，需要合理改变循环水泵的出口流量，最有效的办法就是改变泵的转速，将循环水泵电机改为可调速电机。根据循环水取水口季节性温度的变化改变循环泵电机转速，可以有效地降低循环水泵不必要的高负荷运行，从而实现节约电能的目的。

关键词：循环泵电机；双速节能；改造问题及处理

0引言

神华国华太仓发电有限公司2×630MW超临界机组配置4台88LKXA-20.3循环水泵，Q=44280mm¬3/h，H=15.5mH2O，转速：372rpm，汽蚀余量：9.8m，轴功率：2124KW。电机型号:YL-300-16,功率:3000KW电压:6KV，电流：377A，转速：372rpm，防护等级：IP44，绝缘等级：F。而机组凝汽器需要的循环水量与进水温度有着直接关系，正常时通过改变运行泵的台数来改变循环水的流量，而实际上循环水泵绝大部分是在小于设计供水量方式下运行，而电机在额定电压下按着额定转速运行，造成较大的电能浪费。通过调研改变电机转速降低厂用电可以实现节能降耗的目的。

1循环泵电机双速改造调研情况：

经水泵厂家确认，电机改双速运行，水泵可以正常工作。改造前，循环水泵只有四种运行方式，水量调节范围有限；改为双速电机后，就可以具有除原有的四种方式以外的三高一低、两高一低、一高一低、两低、一低等多种运行方式，可根据凝汽器用水量的需求更加灵活地调整运行方式。

将现有电机的额定功率由3000KW增容至3400KW，满足系统循环水系统要求。从流量和扬程参数来看，满足循环水系统的运行要求，但是所消耗的电能却明显降低了。

2循环泵电机双速改造方案的确定：

经过广泛调研和专家们综合分析，计算各方案的电角度和磁角度，对于太电电机具体情况，适合采用16/18极电机的方案，18极方式运行时采用角型接线。即将2×630MW纯凝机组的四台循环水泵电机转速由372rpm（16极）改为331rpm（18极）和371rpm（16极）两种转速。

2.1电机在331转（18极）运行时消耗的电功率为：

P=（16/18）3×3400KW=2480KW

2.2低速运行较高速运行每日节电量：

（3400-2480）×24=22080Kwh

2.3考虑季节因素，按照每台低速泵年运行5个月计算，则年节电量为：

2×22080×5×30=6624000Kwh

年节电0.33×6624000=2185920元(219万元)

2.42×630MW机组将两台循环水泵低速运行后发电厂用电率可下降

6624000/3573200000×100%=0.185%

2×630MW机组年平均厂用电率可下降：

6624000/7000000000×100%=0.0946%（以上计算按照年发电量70亿Kwh计算）

根据离心泵相似定律，在一定范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系式为：

Q1/Q2=n1/n2，H1/H2=(n1/n2)²，P1/P2=(n1/n2)³

其中Q1.H1.P1.Q2.H2.P2分别表示在转速n1和n2情况下水泵的流量、扬程和所需的轴功率。

根据上述关系式，若将3400KW16P循泵电动机改为16/18P双速电动机，则电机在18极运行时，水泵流量为16极运行时的0.89倍，扬程为16极运行时的0.79倍，轴功率为16极运行时的0.73倍，相当于水泵流量减少11%时，电机输出功率可减少27%。因此，采用转速差不大的相邻极数的双速电动机驱动水泵，根据各季节水温的变化选择驱动转速，调节供水量，能有效的节约电能。

根据电厂实际情况及电机维修改造经验，国电常州电厂、华能阳逻电厂、邯峰电厂等60万机组3000KW16P循泵电动机等双速改造经验，YKSLD3400/2480-16/18/1850-1偱泵电机完全可改为16/18P双速电动机，即保持原16P时3400KW功率不变，18P时功率约为2480KW。

电机通过就地切换刀闸箱实现高低速切换工作。

3双速改造后的电机运行风险评估

7B和8A循环泵电机在2010年进行过双速改造（电机高速时功率为3000KW、电机低速时功率为2112KW），改造后节能效果显著，但电机高低速切换时需要拆接电机引出线端子，引出线端子频繁拆接已造成电机引线接地故障，此次将四台电机均通过就地高低速切换箱实现切换功能，从而避免因电机引线端子松动异常的现象。

4循环泵电机双速改造的情况：

2015年9月2日至2016年9月25日，先后完成了7机组、8机组四台循环泵电机双速改造工作，即采用双速电机加就地切换箱的方式实现了电机高低速切换工作。即就地更换电机、加装就地控制箱、敷设就地控制箱至电机接线盒处动力电缆，之后电缆终端头制作试验、接线调试工作，电机改造后运行正常。

5循环泵电机双速改造的效果：

7A循环泵电机双速改造后投运，电机低速带载试运，电机最大振动为1.6丝，电机绕组温度为60°C，电机运行正常，电机电流为313A，与7A循环泵电机高速时电流400A相比，电机电流下降了87A，以此推算电机每年低速运行5个月，可以节省厂用电268.3万度，以电费0.3元计算，每年可以节省80.5万元。由此推算两台机组电机双速改造后每年可以节省161万元，由此可见循环泵电机双速改造节能效果显著。

6循环泵电机双速改造过程中的问题及处理：

6.1电机高低速改造完成投运后存在的问题如下：电机通过高低速切换箱实现切换工作，但由于刀闸就地切换箱属于非标产品，且厂家无成型产品，因此在切换箱制造投运存在问题：刀闸切换箱因处于长江沿岸循环泵房内，环境潮湿尤其是阴雨天气，因此刀闸切换箱内裸露的铜排易受潮导致绝缘降低；电机接线盒处电缆终端头受潮导致电机绝缘降低无法可靠备用。

6.2电机刀闸切换箱内放置加热板且一备一用，防止刀闸切换箱内因潮湿导致电机绝缘降低无法投运。

6.3电机接线盒处使用伴热带提高电机接线盒外壳温度，使电机接线盒外壳温度高于环境温度，从而避免电机接线盒内受潮导致电机退备。电机接线盒伴热带电源与电机加热器共用一路电源，及电机加热器与电机接线盒伴热带同时投运，确保电机可靠备用；或者在电机接线盒内按照硅橡胶加热器，但加热器损坏更换时电机必须退备。而伴热带可在不停电时进行更换。

6.4电机动力电缆终端头制作工艺必须符合要求，防止因电缆头制作工艺不良导致电机绝缘降低无法备用。

6.5电机就地刀闸切换箱刀闸的容量选用1000A，远高于电机额定电流430A，防止刀闸投运后过热退备。

6.6双速电机切换柜柜体尺寸不小于1200*2300*1500（cm），防止因柜体尺寸小导致元器件间距小，导致元器件散热不良绝缘老化隐患。

作者简介

刘海青(1969—)，男，本科，工程师，从事电气设备维护工作。