大型火力發電廠增壓風機電動機的節能改造*

李光耀， 潘利華， 蘭秀蔚

(1.上海電機系統節能工程技術研究中心有限公司，上海 200063;2.上海電機集團梅山電機維修有限公司，上海 200070;3.江蘇利港電力有限公司，江蘇無錫 214444)

0 引言

某發電廠，總裝機容量4 000 MW，其中有4臺 600 MW 機組，2臺 350 MW 機組，2臺375 MW機組;其中一套600 MW機組的鍋爐排煙管道脫硫系統使用2臺增壓風機電動機，型號:YKK800－12，2 000 kW，6 kV。當機組負荷變化時，靠調節擋板開度來調節風量，當負荷為600 MW時，擋板開度約40%，當負荷為300 MW時，擋板開度約20%，電動機存在“大馬拉小車”的現象，電能浪費嚴重。

1 電動機節能改造方案的設計與實施

1.1 改造方案的確定

由于電動機的輸出功率等于風機的軸功率，風機的軸功率近似與轉速的3次方成正比，在電動機轉速不變或變化不大的情況下，調節定子電流的大小或更換一臺小功率的電動機，電動機所消耗的輸入功率變化不大，因此需考慮如何降低電動機的輸入功率。

由于電動機基本為恒速運行，不需要使用變頻器;把電動機的極數由12極改為16極，同步轉速可由500 r/min降低到375 r/min，風機風量減少25%，能滿足系統的要求，而風機所需軸功率由2 000 kW下降到844 kW，減少57%，節能效果顯著。因此，需要考慮如何降低電動機的轉速，同時又能滿足風機的風量、風壓的要求。

將 YKK800 －12，2 000 kW，6 kV 改為YKK800－12/16，2 000 kW/844 kW，6 kV 雙速電動機，更換定子繞組，同時，由于電動機的轉速降低使電動機自帶外風扇的風量降低，影響了電動機的通風散熱效果，為了保證電動機溫升不超過80 K，冷卻方式由IC611改為IC616，更換冷卻頂罩，總費用約20萬;電動機功率由2 000 kW降低到844 kW，按每h節電1 156 kWh，每天運行24 h，每度電按0.30元計算，則運行1 d可節電:1 156×24×0.30=8 323元，約需1個月收回改造成本。

從以上分析確定，電動機改極節能方案可行。

1.2 電動機電磁性能計算及分析

(1)首先根據定轉子鐵心、繞組的實測數據，進行YKK800－12，2 000 kW，6 kV的方案核算。

(2)在定轉子鐵心數據不變的情況下，選擇合適的繞組匝數、節距、并聯路數、接法，進行YKK800－16，844 kW，6 kV 的方案計算，在保證性能的情況下，同時兼顧 YKK800－12，2 000 kW，6 kV的性能。

1.3 電動機繞組變極接線方案

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

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

(3)為保證12極/16極兩種極數的順利切換，并在每種極數下運行時其三相磁勢對稱，必須引出27個線圈出線頭，引至變極接線箱內，通過銅連接片來實現變極。

1.4 改造實施工藝流程

改造實施工藝流程如圖1所示。

圖1 改造實施工藝流程

2 改造后的電動機節能效果分析

增壓風機電動機變極改造后，在機組不同負荷的情況下，分別對2臺電動機在2臺12極運行、1臺12極1臺16極運行、2臺16極運行下的電流、輸入功率、擋板開度進行比較。比較結果如表1～表3所示。

表1 機組負荷約300 MW時

表2 機組負荷約450 MW時

通過上述數據對比可看出，在不同負荷下，電動機變極后的運行比原來高轉速運行都有明顯的節能效果;在600 MW工況時，2臺16極運行比2臺12極運行每 h節電1 153 kWh，節電率約41%。

表3 機組負荷約600 MW時

3 結語

該增壓風機電動機的節能改造案例對類似工況下電動機“大馬拉小車”的改造，具有普遍性的示范意義。

［1］韓盛林.循環水泵電動機的雙速改造［J］.水利電力機械，2001(2):36-37.

［2］許實章.電機學(下冊)［M］.北京:機械工業出版社，1981.