大型火力發(fā)電廠增壓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能改造*

李光耀， 潘利華， 蘭秀蔚

(1.上海電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心有限公司，上海 200063;2.上海電機(jī)集團(tuán)梅山電機(jī)維修有限公司，上海 200070;3.江蘇利港電力有限公司，江蘇無錫 214444)

0 引言

某發(fā)電廠，總裝機(jī)容量4 000 MW，其中有4臺 600 MW 機(jī)組，2臺 350 MW 機(jī)組，2臺375 MW機(jī)組;其中一套600 MW機(jī)組的鍋爐排煙管道脫硫系統(tǒng)使用2臺增壓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，型號:YKK800－12，2 000 kW，6 kV。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，靠調(diào)節(jié)擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量，當(dāng)負(fù)荷為600 MW時(shí)，擋板開度約40%，當(dāng)負(fù)荷為300 MW時(shí)，擋板開度約20%，電動(dòng)機(jī)存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。

1 電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.1 改造方案的確定

由于電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于風(fēng)機(jī)的軸功率，風(fēng)機(jī)的軸功率近似與轉(zhuǎn)速的3次方成正比，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變或變化不大的情況下，調(diào)節(jié)定子電流的大小或更換一臺小功率的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)所消耗的輸入功率變化不大，因此需考慮如何降低電動(dòng)機(jī)的輸入功率。

由于電動(dòng)機(jī)基本為恒速運(yùn)行，不需要使用變頻器;把電動(dòng)機(jī)的極數(shù)由12極改為16極，同步轉(zhuǎn)速可由500 r/min降低到375 r/min，風(fēng)機(jī)風(fēng)量減少25%，能滿足系統(tǒng)的要求，而風(fēng)機(jī)所需軸功率由2 000 kW下降到844 kW，減少57%，節(jié)能效果顯著。因此，需要考慮如何降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)又能滿足風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓的要求。

將 YKK800 －12，2 000 kW，6 kV 改為YKK800－12/16，2 000 kW/844 kW，6 kV 雙速電動(dòng)機(jī)，更換定子繞組，同時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低使電動(dòng)機(jī)自帶外風(fēng)扇的風(fēng)量降低，影響了電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)散熱效果，為了保證電動(dòng)機(jī)溫升不超過80 K，冷卻方式由IC611改為IC616，更換冷卻頂罩，總費(fèi)用約20萬;電動(dòng)機(jī)功率由2 000 kW降低到844 kW，按每h節(jié)電1 156 kWh，每天運(yùn)行24 h，每度電按0.30元計(jì)算，則運(yùn)行1 d可節(jié)電:1 156×24×0.30=8 323元，約需1個(gè)月收回改造成本。

從以上分析確定，電動(dòng)機(jī)改極節(jié)能方案可行。

1.2 電動(dòng)機(jī)電磁性能計(jì)算及分析

(1)首先根據(jù)定轉(zhuǎn)子鐵心、繞組的實(shí)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行YKK800－12，2 000 kW，6 kV的方案核算。

(2)在定轉(zhuǎn)子鐵心數(shù)據(jù)不變的情況下，選擇合適的繞組匝數(shù)、節(jié)距、并聯(lián)路數(shù)、接法，進(jìn)行YKK800－16，844 kW，6 kV 的方案計(jì)算，在保證性能的情況下，同時(shí)兼顧 YKK800－12，2 000 kW，6 kV的性能。

1.3 電動(dòng)機(jī)繞組變極接線方案

(1)12極:每極每相槽數(shù)q=108/(3×12)=3，并聯(lián)路數(shù)為2路，Y接。

(2)16極:每極每相槽數(shù)q=108/(3×16)=21/4，為3，2，2，2 循環(huán)，并聯(lián)路數(shù)為 1 路，△接。

(3)為保證12極/16極兩種極數(shù)的順利切換，并在每種極數(shù)下運(yùn)行時(shí)其三相磁勢對稱，必須引出27個(gè)線圈出線頭，引至變極接線箱內(nèi)，通過銅連接片來實(shí)現(xiàn)變極。

1.4 改造實(shí)施工藝流程

改造實(shí)施工藝流程如圖1所示。

圖1 改造實(shí)施工藝流程

2 改造后的電動(dòng)機(jī)節(jié)能效果分析

增壓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)變極改造后，在機(jī)組不同負(fù)荷的情況下，分別對2臺電動(dòng)機(jī)在2臺12極運(yùn)行、1臺12極1臺16極運(yùn)行、2臺16極運(yùn)行下的電流、輸入功率、擋板開度進(jìn)行比較。比較結(jié)果如表1～表3所示。

表1 機(jī)組負(fù)荷約300 MW時(shí)

表2 機(jī)組負(fù)荷約450 MW時(shí)

通過上述數(shù)據(jù)對比可看出，在不同負(fù)荷下，電動(dòng)機(jī)變極后的運(yùn)行比原來高轉(zhuǎn)速運(yùn)行都有明顯的節(jié)能效果;在600 MW工況時(shí)，2臺16極運(yùn)行比2臺12極運(yùn)行每 h節(jié)電1 153 kWh，節(jié)電率約41%。

表3 機(jī)組負(fù)荷約600 MW時(shí)

3 結(jié)語

該增壓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能改造案例對類似工況下電動(dòng)機(jī)“大馬拉小車”的改造，具有普遍性的示范意義。

［1］韓盛林.循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)的雙速改造［J］.水利電力機(jī)械，2001(2):36-37.

［2］許實(shí)章.電機(jī)學(xué)(下冊)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1981.