循環泵電機雙速改造理論與應用

侯建峰

（臨河熱電廠，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

1 問題的提出

1.1 機組情況

臨河熱電廠（以下簡稱臨電）2×300MW機組配置汽輪機為東方汽輪機有限公司制造C300/235-16.7/0.35/537/537型，凝汽器的冷卻水采用自然通風冷卻塔循環供水系統，兩臺機組共配置兩座自然通風冷卻塔對應四臺循環水泵。設備規范如表1、表2所示。

臨電地處河套平原腹地，該地區屬中溫帶大陸性季風氣候，四季分明，冬寒長，夏熱短，光照時數長，晝夜溫差大，無霜期96-136[1]。循環水溫度在冬季和夜間降低明顯。如能根據季節和氣象條件的改變來變更電機的轉速，則調節了循環水量，從而達到節能的目的。

表1 循環水泵設備參數

表2 循環水泵配套電機設備參數

1.2 改造前的運行工況

循環水泵是臨電廠用主要輔機和耗電大戶，在夏季雙泵運行時其耗電量可占到總廠用電量的9%。因此合理的安排循環水泵運行臺數和循環水系統運行方式，可以為降低廠用電率起到較大作用。

循環水系統在設計上允許采用三臺循環水泵（循環水泵出口聯絡閥門開啟）供兩臺機組用水的方式，但在實際運行中存在兩個冷卻水塔水位差過大的不安全因素，因此目前所采用的循環水系統運行方式主要為一臺機組所對應的兩臺循環水泵，單泵運行或雙泵運行兩種；由現場調整經驗可知，單泵運行視情況不同可維持機組負荷在180MW-250MW間，可見若維持凝汽器真空度再啟動另一臺備用泵形成雙泵運行方式，能耗浪費很大。

2 改造方案

方案簡介

近年來，隨著科技進步，可行的籠型異步電動機調速方法很多，但用一套定子繞組僅改變其接線方式，不再配置其它設備，即可達到兩種速度，在改造費用、維護保養、運行可靠等方面均具有不可比擬的優勢，適合臨電循環水泵實際運行工況要求。

籠型異步電動機單繞組雙速改造方法通常有反相法和換相法兩種。

本次改造即采用換相變極法，在改造設計時以高轉速檔為基本極，進行對稱軸線優化得到低轉速檔的單繞組以滿足雙速的要求。在電機繞組雙速改造同時，在機殼適當部位，設置雙速切換的出線箱，分別為兩種不同極數的接線連接方式，切換時只需改變接線端子上的連接片即可。

本方案擬分別對每臺機組對應的其中一臺循環水泵進行雙速改造，整個改造過程僅針對電機的定子繞線進行，原電氣系統接線及機械連接均未做變動。

2008年4月，臨電利用機組大修機會，分別對#1循環水泵、#3循環水泵實施了換相變極法雙速改造。

3 效果分析

3.1 循環泵電機改造前、后技術參數對比：

表3所示為循環水泵電動機兩種不同轉速下主要額定參數對比，圖1所示為兩種不同極數的定子線圈接線方式引出線端子接線圖。

3.2 運行參數對比

方案實施后，每臺機組對應的兩臺循環水泵可以組合以下四種運行方式，即：

單泵低速運行；單泵高速運行；雙泵高速運行；雙泵運行，一臺高速，一臺低速。

表4所示為循環水泵雙速改造投運后2008年8月-2009年7月間現場運行數據

表4循環水系統現場運行數據

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說明：1、表中數據為此期間單臺機組運行數據，不特指#1或#2機組；2、6-8月份運行方式為雙泵高速與改造前同，故數據未列出；3、2008.10.16-2009.4.15為采暖期，機組供暖。

3.3 經濟效益核算

由表4數據可知，當采用低速運行時，循環水泵電機電流較改造前降低明顯，取其運行電流平均值與未改造前的運行電流平均值進行電機功率計算，可得

單臺泵低速運行電流平均值取94.5A，高速運行電流為平均按平均值取133A，則節省功率：

P=1.732×133×6.3×0.79-1.732×94.5×6.3×0.74=311 KW

2008.09.01-2009.05.30低速泵運行期間：

日節省電量約為：311×24＝7460 kWh

全年節電量約為：7460×5×30=1119000 kWh

按照上網電價0.25元計算，全年節約資金：1119000×0.25=279750元

特別在供暖期，機組抽氣量增加，凝汽器排汽量減少，循環水溫度低，真空度基本達到極限值，節能效果明顯。

結語

（1）較變頻調速改造等其他方法而言，定子單繞組雙速改造初投資小，無需增設其它輔助設備，投入運行后與普通電機維護項目相同，結構簡單，可靠性高；適合應用于無需頻繁調整轉速的大功率電機。

（2）在燃煤發電廠中實施循環泵電機雙速改造是必要的，也是可行的。循環泵電機通過雙速改造，既滿足了機組各種運行工況需要，同時也可以大幅度降低廠用電率，有效地降低發電成本，提升了電廠經濟效益。

[1]凌勇堅.三相籠型異步電動機單速改雙速[J].電世間，2003，44（4）：44-45.