1000MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造

岳 濤

（新海發(fā)電有限公司,江蘇 連云港 222023）

0 引言

最有利真空亦稱最佳真空就是指由于凝器真空的提高，使汽輪機(jī)功率增加與循環(huán)水泵多耗的電量之差為最大時(shí)的真空。目前，凝汽器真空主要依靠調(diào)節(jié)冷卻水流量來控制，根據(jù)循環(huán)水泵流量Q、揚(yáng)程H、軸功率N與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系：Q1/Q2=n1/n2,H1/H2=(n1/n2)2，N1/N2=(n1/n2)3，速度n的三次方與軸功率N成正比，在n降低不大的情況下，軸功率大幅降低，而對(duì)揚(yáng)程影響次之，對(duì)流量影響最小。只要改變一下轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到所求的冷卻水參數(shù)。而達(dá)到變速的方法較多各有利弊。因冷卻水量變化并沒有要求無極變速的必要。往往是夏季、秋季之差最多增加春秋季一檔既能滿足電廠實(shí)際運(yùn)行需要。因此，配以改變電機(jī)極對(duì)數(shù)的變極調(diào)速電機(jī)是理想的。因它運(yùn)行可靠、效率高、不多占場(chǎng)地、造價(jià)低，且易于改造現(xiàn)有電機(jī)為雙速電機(jī)。

1 改造前現(xiàn)狀

某1000MW機(jī)組配置三臺(tái)2200HDC-29循泵，其中甲循泵為雙速電機(jī)，乙、丙循泵為定速電機(jī)。設(shè)計(jì)工況兩運(yùn)一備，凝器采用雙背壓運(yùn)行。投產(chǎn)以來夏季高溫高負(fù)荷工況下，兩臺(tái)高速運(yùn)行；冬季高負(fù)荷工況下，單臺(tái)高速運(yùn)行時(shí)循環(huán)水量不足,使得兩凝器背壓偏差加大，凝器水位控制困難，同時(shí)凝器膠球清洗效果因循環(huán)水流速下降而變差，造成凝器結(jié)垢嚴(yán)重，使得冷端效率下降。一般采用一高一低循泵運(yùn)行，而采用一高一低循泵運(yùn)行在冬季水溫較低時(shí)凝器真空將超過機(jī)組最佳經(jīng)濟(jì)真空，造成循泵電耗過大經(jīng)濟(jì)性下降。這就無法保證機(jī)組的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性穩(wěn)定運(yùn)行，而且一直以來缺乏合理的控制和調(diào)節(jié)手段，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵的功耗跟隨機(jī)組負(fù)荷調(diào)整。

為了降低廠用電率，通過循泵運(yùn)行方式的調(diào)整，使得經(jīng)濟(jì)效益最大化。采用將丙循泵再改造為高低速模式，這樣在冬季工況下雙低速運(yùn)行，既可以保證凝器背壓在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行，又保證凝器膠球清洗效果，同時(shí)降低降低廠用電率，給公司創(chuàng)造可觀的效益。

2 電機(jī)改造方案

（1）在不改變轉(zhuǎn)子、定子鐵芯、機(jī)殼等部件，只更換定子繞組的前提下，將電機(jī)改造為16P/18P雙速電動(dòng)機(jī)并仍拖動(dòng)原循環(huán)水泵，改造后的電機(jī)功率在16P運(yùn)行時(shí)仍能達(dá)到3400KW，改接18P運(yùn)行時(shí)，功率應(yīng)達(dá)到2300KW以上。

（2）改造后電機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)（溫升按B級(jí)考核），接線端子為瓷瓶接線柱方式，截面積和強(qiáng)度滿足40KA短路沖擊電流而不損壞。

（3）手工停機(jī)切換：在電機(jī)停轉(zhuǎn)不帶電情況下，在一只置于電機(jī)機(jī)殼適當(dāng)位置的改極接線盒內(nèi)，用手工改接連接片，即可換成另一種轉(zhuǎn)速。電機(jī)的原所有出線盒保持原位置，新做一改極出線盒，新出線盒應(yīng)保證連接片安全凈距，各導(dǎo)電部件安全可靠，高低速切換時(shí)只需改變內(nèi)部接線端子上的連接片，端子連接片截面不小于100mm2，端子接線圖制作在不銹鋼牌上，并固定在接線盒內(nèi)側(cè)。

（4）定子繞組連接方式：電機(jī)進(jìn)行雙速節(jié)能改造，對(duì)定子繞組采用的是變極前、后都是60°相帶的換相法變極方式。切換電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，在改極箱內(nèi)手工改接連接片，即可換成另一種轉(zhuǎn)速。在改造成雙速電機(jī)后，對(duì)定子繞組以原16P為基本極，在18P轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出功率仍能滿足拖動(dòng)原循環(huán)水泵的要求，且電機(jī)的溫升、振動(dòng)、噪聲及其它低電壓自起動(dòng)性能、空載下的超速性能、熱態(tài)下承受過電流性能也均能符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。

（5）利用原定速泵的斷路器及電纜，無需另外增加新斷路器及電纜，節(jié)約投資的同時(shí)減少改造工作量。

（6）定子線圈全部更換，采用F級(jí)SBEMB/155，聚酰亞胺薄膜繞包雙玻璃絲包扁銅線，按圖紙繞制成梭形后，在專用設(shè)備上拉型、整形，線圈繞制后，外包脫模帶，在模具上膠化，溫度180±5℃，半小時(shí)。

3 運(yùn)行調(diào)整

該公司所處蘇北沿海地區(qū)，春秋季節(jié)時(shí)間相對(duì)較短（約2個(gè)月），基本上冬季（約4個(gè)月）一結(jié)束，就進(jìn)入夏季。較佳循泵運(yùn)行方式是冬季雙低速夏季雙高速運(yùn)行，春秋為一高一低運(yùn)行方式。由于改造后的循環(huán)水泵采用高低速泵共用一斷路器、電纜，故在秋冬交接需要調(diào)整為雙低速運(yùn)行時(shí)，要將該電機(jī)手工更改連接片同時(shí)對(duì)斷路器的保護(hù)進(jìn)行相應(yīng)更改，使其能夠在低速狀態(tài)運(yùn)行，而在春夏交接時(shí)進(jìn)行相反操作即可。

4 經(jīng)濟(jì)分析比較

4.1 效率比較

一高一低循泵運(yùn)行與雙低速循泵運(yùn)行。因高速循泵揚(yáng)程與低速循泵揚(yáng)程不同，使得低速循泵與高速循泵組合運(yùn)行時(shí)效率下降。

循泵高速運(yùn)行電流417A低速運(yùn)行電流311A，因此循泵雙低速運(yùn)行較循泵一高一低運(yùn)行方式至少可以降低55A，同時(shí)保證凝器經(jīng)濟(jì)真空及膠球裝置有效運(yùn)行，保持凝器冷端的高效性。

4.2 節(jié)電比較

改造前循泵只有一臺(tái)是高低速模式，冬季機(jī)組運(yùn)行折中方式是采用一高一低循泵運(yùn)行，這樣較雙低速運(yùn)行方式每天將多耗電：1100*24=26400（kWh）。以一年冬季4個(gè)月計(jì)算：2.64*30*4=316.8（萬kWh）。

4.3 總投資及回收期

按照上述改造方案，總投資僅需要30萬元。以一年冬季4個(gè)月計(jì)算，節(jié)約的電量按廠用電價(jià)格0.3元/kWh計(jì)算：316.8*0.3=95.4（萬元）。

5 結(jié)論

循泵增改一臺(tái)高低速電機(jī)，運(yùn)行調(diào)整方式靈活多樣，使得機(jī)組能夠在更接近最佳真空狀態(tài)下運(yùn)行，投入改造資金少，降低廠用電明顯，同時(shí)還帶來凝汽器鋼管減少結(jié)垢帶來的效益。不足一年就能收回成本，且響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排政策，很值得推廣。

[1]楊興瑤.電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng)[M].北京:水利電力出版社會(huì)1995.