循環(huán)水泵電機雙速改造在600MW機組中的應(yīng)用

張海峰

摘 要：對于交流電動機所采取的調(diào)速手段有很多種，例如將轉(zhuǎn)差率調(diào)速加以改變、將串電阻調(diào)速進行優(yōu)化等。而其中相關(guān)人員通過改變磁極的方式來對交流電動機的調(diào)速進行改變有著較多的優(yōu)勢，如節(jié)約成本、較高的可靠性等，在我國相關(guān)領(lǐng)域得到了較多的認(rèn)可。對此，本文主要從改造原理及節(jié)能潛力估算、改造要點及措施、改造后調(diào)試、節(jié)能效果幾方面來對循環(huán)水泵電機雙速改造在600MW機組中的具體使用情況進行分析，提出合理化建議，提供給下相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵電；改造；應(yīng)用

隨著電力行業(yè)競爭變得日益激烈，發(fā)電廠實現(xiàn)節(jié)能降耗的壓力變得愈來愈大，而在600MW機組中大部分消耗的電能都是通過電動機消耗的，所以使電動機的運作面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在最近幾年里，鼠籠型異步電動機調(diào)速運行在相關(guān)領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可，調(diào)速形式也存在諸多種，而雙速改造由于節(jié)本成本、維護方便等優(yōu)點唄愈來愈多的領(lǐng)域所喜愛。該形式僅僅將相應(yīng)的接線方式進行改變，不需要添加各種設(shè)備，就可以實現(xiàn)兩種速度的目的。在改造的過程中通常都是將高轉(zhuǎn)速檔作為基礎(chǔ)極的，從而對對稱軸線進行優(yōu)化，將電動機所具備的繞組引線引出來，這樣在電動機中可以放置一個端子箱，將端子連接片的位置加以改造，繼而實現(xiàn)節(jié)能的效果，但是整個電氣系統(tǒng)不需要改動。

1 改造原理及節(jié)能潛力估算

華電能源哈爾濱第三發(fā)電廠總裝機容量2×600MW機組，每臺機組配置兩臺循環(huán)水泵，出口節(jié)門采用蝶閥，只有全開全關(guān)兩個位置。機組運行中，不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺數(shù)來調(diào)節(jié)。在春、秋、冬季節(jié)會出現(xiàn)2臺循泵供冷卻水量偏少，而3臺循泵機組供給又偏多的現(xiàn)象?？紤]將循環(huán)水泵電機由單一轉(zhuǎn)速改為雙速，在四季環(huán)境溫度變化時，通過改變循泵電機轉(zhuǎn)速和幾臺循環(huán)水泵不同轉(zhuǎn)速組合的運行方式，即可滿足運行需要，又可實現(xiàn)節(jié)能的目的。

根據(jù)電機轉(zhuǎn)速公式n=（1-s），其中：P為電機極對數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率。改變電機的極對數(shù)P即可改變電機轉(zhuǎn)速，將電機的16極改為18極，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的變?yōu)?30r/min。根據(jù)泵類流體定律，改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)系式為：

Q1、H1、P1、Q2、H2、P2分別表示在轉(zhuǎn)速n1和n2情況下水泵的流量、揚程和所需軸功率。根據(jù)公式，當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速下降時，流量成正比關(guān)系下降、揚程成平方關(guān)系下降、泵的軸功率成3次方關(guān)系下降，因此電機改造后有功功率消耗會大幅度下降。

（1）降速后單泵工作點的確定

根據(jù)2A循環(huán)水泵的實測性能曲線，結(jié)合2號機組循環(huán)水系統(tǒng)的實際阻力特性，計算得出循環(huán)水泵降速后的性能工作點，見圖1。

在冬季循環(huán)水溫較低（低于15℃）、負(fù)荷低于400MW的情況下，選擇一臺循環(huán)水泵進行高低速改造，可以進一步降低廠用電率。

（2）降速后運行安全性分析。2號機組一臺循環(huán)水泵降速運行后，在循環(huán)水系統(tǒng)單元制運行條件下，2號機組的循環(huán)水泵可能的運行方式有：單泵低速運行、單泵高速運行、一高速和一低速并聯(lián)運行、兩臺高速并聯(lián)運行四種方式。單臺循環(huán)水泵降速后與另外一臺定速泵并聯(lián)運行安全性尤為重要。2號機組2A循環(huán)水泵降速后與2B循環(huán)水泵（定速）并聯(lián)運行的工作狀態(tài)。在循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性下，循環(huán)水泵一高速與一低速并聯(lián)運行是可行的，能保證低速泵的運行穩(wěn)定性和安全性。只有在循環(huán)水系統(tǒng)阻力接近或超過33m時，低速循環(huán)水泵會出現(xiàn)空轉(zhuǎn)或嗆水現(xiàn)象，危害泵的安全。

2 改造要點及措施

（1）當(dāng)電機經(jīng)過改造以后從原來的8改變城9，而額定功率從3600kW改變成2600kW，定子繞組接線從原來的4Y變成2Y/△接法。因為電機經(jīng)過改造以后處于低速運作的狀態(tài)下接線形式為△接法，而在綜合保護裝置中所存在的“差動保護”會退出來，除此之外在每一層高低速進行切換的過程中，因為功率以及接線形式的改變，所以綜合保護設(shè)置中的相應(yīng)數(shù)值要重新的設(shè)置。（2）當(dāng)電機輸送到專業(yè)的修理廠中，依據(jù)接線形式、原定子槽數(shù)等，相關(guān)人員需要對電機定子繞組進行重新的設(shè)定，將上述參數(shù)的繞組進行確定，所產(chǎn)生的新定子繞組具有高低速的性能。（3）直阻、絕緣、直流耐壓、交流耐壓、定子鐵耗溫升試驗及整機試轉(zhuǎn)。（4）電機的高壓引線和中性點引線盒均不變，在中性點引線盒旁單獨設(shè)立一個高低速切換箱，電機高低速運行的選擇，只需改變切換箱內(nèi)的連接片的連接方式即可（電機需停電）。

3 改造后調(diào)試

（1）電機低速空載運行檢查電機電源引線、中性點引線、加熱器引線、CT二次引線、溫度測點引線連接正確；電機高低速切換端子箱內(nèi)連接片為低速連接方式；電機綜合保護裝置參數(shù)重新設(shè)定，電機二次額定電流（Ie）項由4.44改為3.33，所有差動相關(guān)控制字選擇“退出”，差動保護出口壓板退出；將循泵啟動允許條件置“1”，將2A循泵出口門強制“關(guān)”；將就地蝶閥控制柜上蝶閥控制方式切到“就地”方式，并在控制柜上掛“設(shè)備調(diào)試，禁止操作”臨時標(biāo)示牌，核實蝶閥處于關(guān)閉位置；#1、#2機循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉；電機送電并啟動運行；電機運行4小時，間隔30分鐘測試電機電流、振動、溫度等參數(shù)。（2）電機高速帶泵運行。電機通過找中心的形式將對連接起來，將循泵啟動在允許的情況下設(shè)置“1”進行解除，從而恢復(fù)到以往的運作形式；相關(guān)人員將就地蝶閥控制柜上蝶閥控制形式切換到“遠(yuǎn)方”控制形式中，將控制柜上面的標(biāo)志除去，對電機開啟送電模式并嘗試啟動；對電機電流、溫度等相關(guān)參數(shù)進行測量，最后對電動機的運行狀況進行觀察。（3）電機低速帶泵運行。由于電機高低速切換端子箱里面存在的連接片改成低速連接的形式；相關(guān)人員將二次額定電流（Ie）項從原來的4.44變成3.33，全部差動相關(guān)控制字都要選擇“退出”，而差動保護出口壓板選擇退出；將循泵啟動在允許的范圍內(nèi)設(shè)置到“1”去除掉，從而恢復(fù)到以往的運作形式上；將蝶閥控制形式為“遠(yuǎn)方”控制進行確認(rèn)；對于高、低速循環(huán)泵來說，應(yīng)當(dāng)將有關(guān)的閥門開啟；對#1、#2機循環(huán)水聯(lián)絡(luò)們是否處于關(guān)閉的狀態(tài)進行確認(rèn)；電機是否處于運作的環(huán)境下進行確定；相關(guān)人員最后還應(yīng)當(dāng)對溫度、電流等有關(guān)參數(shù)進行確定，從而對其進行觀察并投入使用中。

結(jié)束語

通過以上內(nèi)容的論述，可以得到以下結(jié)論：（1）當(dāng)電機在改造時所具有的真空壓力浸漆工藝的整體品質(zhì)會對電機的使用時間帶來直接的影響，各種不同的修理廠家由于成本以及操作繁瑣等因素對這個工藝的操作都具有一定的偏差，而執(zhí)行的優(yōu)劣都會在電機完成以后沒有辦法從外觀進行判斷，所以這個過程需要有專業(yè)人員進行見證的。（2）改造的時間大約在13天左右，而主要的輔助設(shè)備已經(jīng)失去了備用的效果，對機組的穩(wěn)定性能帶來不利影響，因此相關(guān)人員在改造的前階段最大程度安排在機組檢修期間進行。

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