循环水泵电机双速改造可行性分析

摘 要：文章对单元制循环水泵双速改造的可行性进行了分析。介绍了循泵双速改造的必要性，重点分析了循泵低速改造后对扬程、真空的影响。

关键词：循泵低速；扬程；真空

引言

重庆松藻电力有限公司安稳电厂一期工程为2×150MW循环流化床机组。每台机组配置2台循环水泵，#1、#2机组的4台循环水泵采用单元制运行，由于循环水系统不能实现两机三泵运行方式，双机夏季四泵运行，冬季双泵运行，春秋季根据负荷及环境温度启动第二台循泵。由于循环水泵的运行方式不可调节，春秋季开四台泵运行，能够满足凝汽器真空的需要还稍有裕量，无法以最佳运行方式来实现经济运行，因此计划对#1、#2机循环水泵进行双速调速节能增效改造。

1 循泵电耗降低空间分析

通过对投产以来历年的环境温度及运行时数进行了统计分析，该厂全年循环水进水温度在10～33.4℃，循泵低速运行有较大的空间。

1.1 春秋季循泵高-低速运行：负荷150-120MW阶段，循环水进水温度22～27℃时，此时两台循泵高速运行存在富裕量，可采用高-低速运行。此负荷阶段全年约94天，共2396小时（单机3月中旬～6月中旬，9月～10月）。其中利用率约为60%，即1438小时。

1.2 机组启停时：机组并网前进入凝汽器的热负荷较小，循泵运行时间为5小时；机组停运后，为降低排汽温度，需维持循泵继续运行约8h。启机前停机后进入凝汽器的热负荷较小，可低速运行。按单机每年启停7次计算，启、停机时循泵低速运行时间共为（8+5）×7=91小时。

即循泵单机低速运行的时间为： 1438+91=1529小时。

2 循泵双速改造可行性

2.1 改造前循泵技术参数

2.2 改低速后特征点参数

原电机为12极，转速495r/min，改为低速可以选择14极，改后转速约423r/min，根据泵的相似原理可知，在一定范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系为：

Q1/Q2=n1/n2=423/495=0.8545

H1/H2=（n1/n2）2=0.7302

P1/P2=（n1/n2）3=0.6239

从循环水泵原特性曲线上从闭阀启动对应扬程28m点到11m扬程点取19个数据时行改造后参数计算，结果如表1。

将H2-Q2参数按比例绘制在原H-Q曲线就得到了改为低速后的泵特性曲线。从计算参数及特性曲线上可以发现，改低速后原设计扬程16.5m下降为12m，流量由10008 m3/h为8551m3/h。

2.3 改造后对扬程的影响

改造后循泵扬程为12m。循环水管道阻力约0.434mH2O，查凝汽器水侧阻力曲线，单台循环水泵运行，凝汽器水侧阻力为1.2 mH2O，从凝汽器出水管至冷却塔水阻0.487mH2O，即累计水头损失为2.2mH2O，同时需要克服冷却塔静压9mH2O，即改造后富裕扬程为0.8mH2O，改造后循环水能上塔。

另外，因改后扬程16m的工况点流量约5000m3/h，流量减半，可以实现机组并网前、停运后对循环水量的调节需求。另外还可以根据机组负荷变动对循环水量需要的不同，实现两泵一高速一低速的运行方式，扬程约为16m，总流量为15000m3/h。

根据以上公式，计算得出主要特征点参数：

改造后全年节能量：W=（560-350）×（1438+91）=321006KW.h

折合人民币：409290×0.44=14万（按电价0.44元/kw・h测算）。

2.4 循泵低速对真空的影响

从上述计算可以发现，循泵改造后，循环水量仅减少14.49%，在冬季等低负荷工况，或启停机状态下，循泵采用低速运行方式不会对凝汽器真空及安全性造成影响，能够满足凝汽器对循环水的需求量。从循泵性能曲线看，循泵由495 r/min降为423 r/min后，循泵效率虽略有下降0.4%，但功率降幅更大，从而实现节能降耗目的。

2.5 运行方式

改造前：热季一机两泵高速运行，冷季一机一泵高速运行。两泵运行时，根据负荷及循环水进水温度参数确定启动第二台循泵。

改造后运行方式灵活。可实现单泵高速、单泵低速、双泵高速、一高速一低速四种运行方式，特别是春秋季节能空间较大，单机可实现双泵一高速一低速并联运行。夏季双泵高速运行。

3 改造方案

采用一台机组只改一台双速的方式，只需要更换电机的定子线圈，原电机为12极改为14级，为了保证机组的安全性，同时便于双速切换操作，增加双速切换柜。

4 结束语

根据以上分析，确定循泵电机改双速是可行的，且改造后运行方式灵活，有较大的节能空间。根据历年大气温度、凝汽器真空和凝结水过冷度曲线可知，由于循环水量不可调，使得在环境温度较低的情况下，机组真空过高，凝结水过冷度过大，汽机回热系统能耗加大，机组整体效率降低。如若实施双速改造，则可实现机组真空和凝结水过冷度调节，保持机组在经济真空定值的基础上，维持凝结水过冷度为零，进而提高机组效率，降低煤耗。

参考文献

[1]《N-7920-1、2型凝汽器说明书》.上海汽轮机有限公司.

[2]RDL900-970A3循环水泵性能曲线.上海凯士比泵有限公司.