循環(huán)水泵電機雙速改造之我見

摘要：文章闡述了循環(huán)水泵電機雙速改造針對1B循環(huán)水泵電機水泵實施，介紹了改造后的試驗情況，并著重對改造前后的效能和節(jié)電情況進行了分析與對比。下面就本次循環(huán)水泵電機雙速改造的可行性作如下分析！

關鍵詞：循環(huán)水泵；電機；改造

Abstract: The article describes the transformation of the two-speed circulating pump motor implementation 1B circulating pump motor pump, after transformation test, and focus on the transformation before and after the performance and power analysis and comparison. Below the following analysis on the feasibility of the transformation of the circulating pump motor dual speed!Key words: circulating pumps; motor; transformation

1 改造前狀況：

在不同的負荷及工況下，我司#1機組循環(huán)水泵電機均采用單速運行方式，一方面浪費大量電能，降低了廠用電的有效利用率，在機組額定工況下循環(huán)水泵電機電流約為390A；下表是循環(huán)水泵電機在機組幾個負荷下的電流值：

項目確定及準備情況：

循環(huán)水泵電機改造工作在公司各級領導、各部門的關心支持、幫助、協(xié)調(diào)下，大家認真討論、收資并結(jié)合兄弟廠家的經(jīng)驗，本次改造工程針對1B循環(huán)水泵電機水泵實施，該電機經(jīng)過改造變成雙速電機，定子繞組進行改造，經(jīng)過中間抽頭改變轉(zhuǎn)速。

在主方案確定后，先后到設備廠家及多家兄弟電廠進行考察交流，一方面熟悉設備，一方面吸收先進的控制經(jīng)驗，并與其他部門結(jié)合共同完成了最終控制方案的確定工作。

改造方案：

3.1 項目提出的背景及改造的必要性

3.1.1我司循環(huán)水泵電機型號YKSL3400-16，功率3400KW，至今已經(jīng)運行3年多，平均廠用電率高達0.86%。近年來，隨著節(jié)能形勢的嚴峻，很多發(fā)電企業(yè)對循環(huán)水泵電機進行了改造，無論是變頻節(jié)能還是高低速改造，在300MW的機組上已經(jīng)具備很多成功的案例，600MW單元機組的企業(yè)也陸續(xù)開始嘗試。目

前大多數(shù)企業(yè)選用了高低速改造方式，用一套定子繞組僅改變其接線方式，不再添置任何設備，即可達到兩種速度。無論對改造費用、維護保養(yǎng)、運行方便可靠，從目前情況來說都具有相對的優(yōu)越性。

3.1.2 項目改造的可行性。我司循環(huán)水泵電機改造前極數(shù)16，轉(zhuǎn)速372r/min，由16極(372r/min)改為18極(330r/min)的選擇確定對技術(shù)改造的成功有著至關重要的作用�？紤]到循環(huán)水泵電機改造后對塔池供水揚程、凝結(jié)器真空的不利影響因素,以及電機改造諧波分量影響、不重新制做定子線圈等諸多因素，在咨詢循環(huán)水泵、電機制造廠家等意見后，通過電氣、汽機等專業(yè)認真計算討論,我們建議將循環(huán)泵異步電動機,由原16極改為18極。

3.1.3 循環(huán)水泵高低速改造節(jié)能原理。根據(jù)公式n1=60f/p可知異步電動機的同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)成反比，磁極對數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速n1下降至原轉(zhuǎn)速的一半，電動機額定轉(zhuǎn)速n也將下降近似一半，所以改變磁極對數(shù)可以達到改變電動機轉(zhuǎn)速的目的。

由離心泵相似定律知，在不大范圍內(nèi)改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關系為：

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

其中Q1、Q2、 H1、H2、 P1、P2分別表示轉(zhuǎn)速n1、n2水泵的流量、揚程和功率。

雙速高壓電機的原理，實際上是將兩臺極數(shù)不同(轉(zhuǎn)速不同)的電機合在一起，制作為一臺電機。即一臺電機有兩個定子線圈，繞在一個定子鐵芯內(nèi)，這兩個定子線圈極數(shù)不同，均采用星形結(jié)線，線圈之間沒有任何連接線，相互獨立。通過改變抽頭接。

3.2 同類技術(shù)應用調(diào)研報告

我司安排人員考察改造�？疾斓玫降男畔⑷缦拢�

3.2.1 目前狀況。我司機組進行冷端試驗，試驗后認為循環(huán)水泵可以進行雙速改造，其節(jié)能效果顯著。循環(huán)水泵電機參數(shù)如下：

3.2.2 改造原理及節(jié)能效果。對2A循泵變速運行的可行性進行了數(shù)據(jù)分析，因電機、泵與1A設計上相同，在此引用2A循泵數(shù)據(jù)，又因運行工況及管網(wǎng)因素的影響，數(shù)據(jù)可能會略有差距）：根據(jù)電機轉(zhuǎn)速公式n= 其中：p—電機極對數(shù)s—轉(zhuǎn)差率。改變電機的極對數(shù)P即可改變電機轉(zhuǎn)速，將電機的16極改為18極，

轉(zhuǎn)速相應的變?yōu)?30r/min。降速后單泵工作點的確定。根據(jù)2A循環(huán)水泵的實測性能曲線，結(jié)合2號機組循環(huán)水系統(tǒng)的實際阻力特性，計算得出循環(huán)水泵降速后的性能工作點。

線改變電機極對數(shù)，達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。我司循環(huán)泵電機改造前級數(shù)為16級，額定功率為3400KW、轉(zhuǎn)速為372r/min、定子電流為417A。通過改造為雙速電機后，循環(huán)泵電機改造后（安裝的#1B、#2B循環(huán)泵電機）級數(shù)變?yōu)?6/18級可調(diào)，額定功率為3400/2500KW、轉(zhuǎn)速為372/330r/min、定子電流為417/319A，兩種轉(zhuǎn)速可在電機停電后通過改變接線盒接線方式而相互切換，可見低速運行時電動機額定電流降低了98A，起到了節(jié)能降耗的目的和效果。

圖12號機組循環(huán)水泵降速后的工況點

圖1為2號機組2A循環(huán)水泵降速(轉(zhuǎn)速由370r/min降為330r/min)后的運行工況點，轉(zhuǎn)速降為330r/min后，根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)的阻力特性曲線計算出此時的循環(huán)水泵的運行工況點為：工作流量37500m3/h、揚程18.4m。單泵低速(330r/min)運行和高速(370r/min)運行相比較，能降低電機功率約26.7%，見表1。

在冬季循環(huán)水溫較低(低于15℃)、負荷低于400MW的情況下，可以考慮單臺循環(huán)水泵低速運行。建議選擇一臺循環(huán)水泵進行高低速改造，以進一步降低廠用電率。

表1循環(huán)水泵降速后的節(jié)能效果

降速后運行安全性分析

2號機組一臺循環(huán)水泵降速運行后，在循環(huán)水系統(tǒng)單元制運行條件下，2號機組的循環(huán)水泵可能的運行方式有：單泵低速運行、單泵高速運行、一高速和一低速并聯(lián)運行、兩臺高速并聯(lián)運行四種方式。單臺循環(huán)水泵降速后與另外一臺定速泵并聯(lián)運行安全性尤為重要。2號機組2A循環(huán)水泵降速后與2B循環(huán)水泵(定速)并聯(lián)運行的工作狀態(tài)見圖2。

圖2循環(huán)水泵一高速一低速并聯(lián)運行狀態(tài)

從圖2中看出，循環(huán)水泵一高速一低速并聯(lián)運行的工作點為：并聯(lián)流量67600m3/h、揚程26.8m(圖中A點)。此時低速泵的流量約為29200m3/h、揚程為26.8m(圖中B點)。具體并聯(lián)特性見表2。

表2循環(huán)水泵高低速并聯(lián)運行工況確定

在目前循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性下，循環(huán)水泵一高速與一低速并聯(lián)運行是可行的，能保證低速泵的運行穩(wěn)定性和安全性。只有在循環(huán)水系統(tǒng)阻力接近或超過33m時，低速循環(huán)水泵就會空轉(zhuǎn)或發(fā)生嗆水現(xiàn)象，危害泵的安全。電動機改造后適用標準、改造要點及改造具體措施：改造后適用標準。GB755-2000旋轉(zhuǎn)電機定額和性能； GB1032-85三相異步電動機試驗方法；GB10068.1.2-88旋轉(zhuǎn)電機振動測定方法及限值；GB10069.1.2-88旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值；GB/T 13957-92大型三相異步電動機基本技術(shù)條件；DL/T 596-1996電力設備預防性試驗規(guī)程.

結(jié)束語

火力發(fā)電廠節(jié)約廠用電是一項長期的、艱苦的工作，本次改造工作經(jīng)過對2號機組兩臺循環(huán)水泵電機雙速改造，不僅增加了循環(huán)水泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的靈活性，而且取得了相當顯著的節(jié)能效果，實踐證明本次改造工作是成功的，是電廠節(jié)能降耗的一個有效的途徑，今后降低廠用電率的主要手段是加大科學新技術(shù)投入。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。