循环泵电机双速改造理论与应用

摘 要：临河热电厂地处北方寒冷地区，循环水温度受气候影响大。通过对循环水泵电机的双速改造，使得循环水系统运行方式的安排更加灵活，在满足机组安全运行的前提下，循环水泵单耗得以降低，机组经济性有所提高。

关键词：循环水；异步电动机；双速；耗电量

中图分类号：TM32 文献标识码：A

1 问题的提出

1.1 机组情况

临河热电厂（以下简称临电）2×300MW机组配置汽轮机为东方汽轮机有限公司制造C300/235-16.7/0.35/537/537型，凝汽器的冷却水采用自然通风冷却塔循环供水系统，两台机组共配置两座自然通风冷却塔对应四台循环水泵。设备规范如表1、表2所示。

临电地处河套平原腹地，该地区属中温带大陆性季风气候，四季分明，冬寒长，夏热短，光照时数长，昼夜温差大，无霜期96-136[1]。循环水温度在冬季和夜间降低明显。如能根据季节和气象条件的改变来变更电机的转速，则调节了循环水量，从而达到节能的目的。

表1 循环水泵设备参数

表2 循环水泵配套电机设备参数

1.2 改造前的运行工况

循环水泵是临电厂用主要辅机和耗电大户，在夏季双泵运行时其耗电量可占到总厂用电量的9%。因此合理的安排循环水泵运行台数和循环水系统运行方式，可以为降低厂用电率起到较大作用。

循环水系统在设计上允许采用三台循环水泵（循环水泵出口联络阀门开启）供两台机组用水的方式，但在实际运行中存在两个冷却水塔水位差过大的不安全因素，因此目前所采用的循环水系统运行方式主要为一台机组所对应的两台循环水泵，单泵运行或双泵运行两种；由现场调整经验可知，单泵运行视情况不同可维持机组负荷在180MW-250MW间，可见若维持凝汽器真空度再启动另一台备用泵形成双泵运行方式，能耗浪费很大。

2 改造方案

方案简介

近年来，随着科技进步，可行的笼型异步电动机调速方法很多，但用一套定子绕组仅改变其接线方式，不再配置其它设备，即可达到两种速度，在改造费用、维护保养、运行可靠等方面均具有不可比拟的优势，适合临电循环水泵实际运行工况要求。

笼型异步电动机单绕组双速改造方法通常有反相法和换相法两种。

本次改造即采用换相变极法，在改造设计时以高转速档为基本极，进行对称轴线优化得到低转速档的单绕组以满足双速的要求。在电机绕组双速改造同时，在机壳适当部位，设置双速切换的出线箱，分别为两种不同极数的接线连接方式，切换时只需改变接线端子上的连接片即可。

本方案拟分别对每台机组对应的其中一台循环水泵进行双速改造，整个改造过程仅针对电机的定子绕线进行，原电气系统接线及机械连接均未做变动。

2008年4月，临电利用机组大修机会，分别对#1循环水泵、#3循环水泵实施了换相变极法双速改造。

3 效果分析

3.1 循环泵电机改造前、后技术参数对比：

表3所示为循环水泵电动机两种不同转速下主要额定参数对比，图1所示为两种不同极数的定子线圈接线方式引出线端子接线图。

3.2 运行参数对比

方案实施后，每台机组对应的两台循环水泵可以组合以下四种运行方式，即：

单泵低速运行；单泵高速运行；双泵高速运行；双泵运行，一台高速，一台低速。

表4所示为循环水泵双速改造投运后2008年8月-2009年7月间现场运行数据

表4 循环水系统现场运行数据

说明：1、表中数据为此期间单台机组运行数据，不特指#1或#2机组；2、6-8月份运行方式为双泵高速与改造前同，故数据未列出；3、2008.10.16-2009.4.15为采暖期，机组供暖。

3.3 经济效益核算

由表4数据可知，当采用低速运行时，循环水泵电机电流较改造前降低明显，取其运行电流平均值与未改造前的运行电流平均值进行电机功率计算，可得

单台泵低速运行电流平均值取94.5A，高速运行电流为平均按平均值取133A，则节省功率：

P=1.732×133×6.3×0.79-1.732×94.5×6.3×0.74=311 KW

2008.09.01-2009.05.30低速泵运行期间：

日节省电量约为：311×24=7460 kWh

全年节电量约为：7460×5×30=1119000 kWh

按照上网电价0.25元计算，全年节约资金：1119000×0.25=279750元

特别在供暖期，机组抽气量增加，凝汽器排汽量减少，循环水温度低，真空度基本达到极限值，节能效果明显。

结语

（1）较变频调速改造等其他方法而言，定子单绕组双速改造初投资小，无需增设其它辅助设备，投入运行后与普通电机维护项目相同，结构简单，可靠性高；适合应用于无需频繁调整转速的大功率电机。

（2）在燃煤发电厂中实施循环泵电机双速改造是必要的，也是可行的。循环泵电机通过双速改造，既满足了机组各种运行工况需要，同时也可以大幅度降低厂用电率，有效地降低发电成本，提升了电厂经济效益。

参考文献

[1]凌勇坚.三相笼型异步电动机单速改双速[J].电世间，2003，44（4）：44-45.