循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造可行性分析

高敏

摘 要：文章對(duì)單元制循環(huán)水泵雙速改造的可行性進(jìn)行了分析。介紹了循泵雙速改造的必要性，重點(diǎn)分析了循泵低速改造后對(duì)揚(yáng)程、真空的影響。

關(guān)鍵詞：循泵低速；揚(yáng)程；真空

引言

重慶松藻電力有限公司安穩(wěn)電廠一期工程為2×150MW循環(huán)流化床機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)循環(huán)水泵，#1、#2機(jī)組的4臺(tái)循環(huán)水泵采用單元制運(yùn)行，由于循環(huán)水系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)兩機(jī)三泵運(yùn)行方式，雙機(jī)夏季四泵運(yùn)行，冬季雙泵運(yùn)行，春秋季根據(jù)負(fù)荷及環(huán)境溫度啟動(dòng)第二臺(tái)循泵。由于循環(huán)水泵的運(yùn)行方式不可調(diào)節(jié)，春秋季開(kāi)四臺(tái)泵運(yùn)行，能夠滿(mǎn)足凝汽器真空的需要還稍有裕量，無(wú)法以最佳運(yùn)行方式來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此計(jì)劃對(duì)#1、#2機(jī)循環(huán)水泵進(jìn)行雙速調(diào)速節(jié)能增效改造。

1 循泵電耗降低空間分析

通過(guò)對(duì)投產(chǎn)以來(lái)歷年的環(huán)境溫度及運(yùn)行時(shí)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，該廠全年循環(huán)水進(jìn)水溫度在10～33.4℃，循泵低速運(yùn)行有較大的空間。

1.1 春秋季循泵高-低速運(yùn)行：負(fù)荷150-120MW階段，循環(huán)水進(jìn)水溫度22～27℃時(shí)，此時(shí)兩臺(tái)循泵高速運(yùn)行存在富裕量，可采用高-低速運(yùn)行。此負(fù)荷階段全年約94天，共2396小時(shí)（單機(jī)3月中旬～6月中旬，9月～10月）。其中利用率約為60%，即1438小時(shí)。

1.2 機(jī)組啟停時(shí)：機(jī)組并網(wǎng)前進(jìn)入凝汽器的熱負(fù)荷較小，循泵運(yùn)行時(shí)間為5小時(shí)；機(jī)組停運(yùn)后，為降低排汽溫度，需維持循泵繼續(xù)運(yùn)行約8h。啟機(jī)前停機(jī)后進(jìn)入凝汽器的熱負(fù)荷較小，可低速運(yùn)行。按單機(jī)每年啟停7次計(jì)算，啟、停機(jī)時(shí)循泵低速運(yùn)行時(shí)間共為（8+5）×7=91小時(shí)。

即循泵單機(jī)低速運(yùn)行的時(shí)間為： 1438+91=1529小時(shí)。

2 循泵雙速改造可行性

2.1 改造前循泵技術(shù)參數(shù)

2.2 改低速后特征點(diǎn)參數(shù)

原電機(jī)為12極，轉(zhuǎn)速495r/min，改為低速可以選擇14極，改后轉(zhuǎn)速約423r/min，根據(jù)泵的相似原理可知，在一定范圍內(nèi)改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)系為：

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

H1/H2=（n1/n2）2=0.7302

P1/P2=（n1/n2）3=0.6239

從循環(huán)水泵原特性曲線(xiàn)上從閉閥啟動(dòng)對(duì)應(yīng)揚(yáng)程28m點(diǎn)到11m揚(yáng)程點(diǎn)取19個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)行改造后參數(shù)計(jì)算，結(jié)果如表1。

將H2-Q2參數(shù)按比例繪制在原H-Q曲線(xiàn)就得到了改為低速后的泵特性曲線(xiàn)。從計(jì)算參數(shù)及特性曲線(xiàn)上可以發(fā)現(xiàn)，改低速后原設(shè)計(jì)揚(yáng)程16.5m下降為12m，流量由10008 m3/h為8551m3/h。

2.3 改造后對(duì)揚(yáng)程的影響

改造后循泵揚(yáng)程為12m。循環(huán)水管道阻力約0.434mH2O，查凝汽器水側(cè)阻力曲線(xiàn)，單臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，凝汽器水側(cè)阻力為1.2 mH2O，從凝汽器出水管至冷卻塔水阻0.487mH2O，即累計(jì)水頭損失為2.2mH2O，同時(shí)需要克服冷卻塔靜壓9mH2O，即改造后富裕揚(yáng)程為0.8mH2O，改造后循環(huán)水能上塔。

另外，因改后揚(yáng)程16m的工況點(diǎn)流量約5000m3/h，流量減半，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng)前、停運(yùn)后對(duì)循環(huán)水量的調(diào)節(jié)需求。另外還可以根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)對(duì)循環(huán)水量需要的不同，實(shí)現(xiàn)兩泵一高速一低速的運(yùn)行方式，揚(yáng)程約為16m，總流量為15000m3/h。

根據(jù)以上公式，計(jì)算得出主要特征點(diǎn)參數(shù)：

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

折合人民幣：409290×0.44=14萬(wàn)（按電價(jià)0.44元/kw·h測(cè)算）。

2.4 循泵低速對(duì)真空的影響

從上述計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，循泵改造后，循環(huán)水量?jī)H減少14.49%，在冬季等低負(fù)荷工況，或啟停機(jī)狀態(tài)下，循泵采用低速運(yùn)行方式不會(huì)對(duì)凝汽器真空及安全性造成影響，能夠滿(mǎn)足凝汽器對(duì)循環(huán)水的需求量。從循泵性能曲線(xiàn)看，循泵由495 r/min降為423 r/min后，循泵效率雖略有下降0.4%，但功率降幅更大，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的。

2.5 運(yùn)行方式

改造前：熱季一機(jī)兩泵高速運(yùn)行，冷季一機(jī)一泵高速運(yùn)行。兩泵運(yùn)行時(shí)，根據(jù)負(fù)荷及循環(huán)水進(jìn)水溫度參數(shù)確定啟動(dòng)第二臺(tái)循泵。

改造后運(yùn)行方式靈活?？蓪?shí)現(xiàn)單泵高速、單泵低速、雙泵高速、一高速一低速四種運(yùn)行方式，特別是春秋季節(jié)能空間較大，單機(jī)可實(shí)現(xiàn)雙泵一高速一低速并聯(lián)運(yùn)行。夏季雙泵高速運(yùn)行。

3 改造方案

采用一臺(tái)機(jī)組只改一臺(tái)雙速的方式，只需要更換電機(jī)的定子線(xiàn)圈，原電機(jī)為12極改為14級(jí)，為了保證機(jī)組的安全性，同時(shí)便于雙速切換操作，增加雙速切換柜。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)以上分析，確定循泵電機(jī)改雙速是可行的，且改造后運(yùn)行方式靈活，有較大的節(jié)能空間。根據(jù)歷年大氣溫度、凝汽器真空和凝結(jié)水過(guò)冷度曲線(xiàn)可知，由于循環(huán)水量不可調(diào)，使得在環(huán)境溫度較低的情況下，機(jī)組真空過(guò)高，凝結(jié)水過(guò)冷度過(guò)大，汽機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)能耗加大，機(jī)組整體效率降低。如若實(shí)施雙速改造，則可實(shí)現(xiàn)機(jī)組真空和凝結(jié)水過(guò)冷度調(diào)節(jié)，保持機(jī)組在經(jīng)濟(jì)真空定值的基礎(chǔ)上，維持凝結(jié)水過(guò)冷度為零，進(jìn)而提高機(jī)組效率，降低煤耗。

參考文獻(xiàn)

[1]《N-7920-1、2型凝汽器說(shuō)明書(shū)》.上海汽輪機(jī)有限公司.

[2]RDL900-970A3循環(huán)水泵性能曲線(xiàn).上海凱士比泵有限公司.