循環水泵電機雙速改造可行性分析

高敏

摘 要：文章對單元制循環水泵雙速改造的可行性進行了分析。介紹了循泵雙速改造的必要性，重點分析了循泵低速改造后對揚程、真空的影響。

關鍵詞：循泵低速；揚程；真空

引言

重慶松藻電力有限公司安穩電廠一期工程為2×150MW循環流化床機組。每臺機組配置2臺循環水泵，#1、#2機組的4臺循環水泵采用單元制運行，由于循環水系統不能實現兩機三泵運行方式，雙機夏季四泵運行，冬季雙泵運行，春秋季根據負荷及環境溫度啟動第二臺循泵。由于循環水泵的運行方式不可調節，春秋季開四臺泵運行，能夠滿足凝汽器真空的需要還稍有裕量，無法以最佳運行方式來實現經濟運行，因此計劃對#1、#2機循環水泵進行雙速調速節能增效改造。

1 循泵電耗降低空間分析

通過對投產以來歷年的環境溫度及運行時數進行了統計分析，該廠全年循環水進水溫度在10～33.4℃，循泵低速運行有較大的空間。

1.1 春秋季循泵高-低速運行：負荷150-120MW階段，循環水進水溫度22～27℃時，此時兩臺循泵高速運行存在富裕量，可采用高-低速運行。此負荷階段全年約94天，共2396小時（單機3月中旬～6月中旬，9月～10月）。其中利用率約為60%，即1438小時。

1.2 機組啟停時：機組并網前進入凝汽器的熱負荷較小，循泵運行時間為5小時；機組停運后，為降低排汽溫度，需維持循泵繼續運行約8h。啟機前停機后進入凝汽器的熱負荷較小，可低速運行。按單機每年啟停7次計算，啟、停機時循泵低速運行時間共為（8+5）×7=91小時。

即循泵單機低速運行的時間為： 1438+91=1529小時。

2 循泵雙速改造可行性

2.1 改造前循泵技術參數

2.2 改低速后特征點參數

原電機為12極，轉速495r/min，改為低速可以選擇14極，改后轉速約423r/min，根據泵的相似原理可知，在一定范圍內改變泵的轉速，泵的效率近似不變，其性能近似關系為：

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

H1/H2=（n1/n2）2=0.7302

P1/P2=（n1/n2）3=0.6239

從循環水泵原特性曲線上從閉閥啟動對應揚程28m點到11m揚程點取19個數據時行改造后參數計算，結果如表1。

將H2-Q2參數按比例繪制在原H-Q曲線就得到了改為低速后的泵特性曲線。從計算參數及特性曲線上可以發現，改低速后原設計揚程16.5m下降為12m，流量由10008 m3/h為8551m3/h。

2.3 改造后對揚程的影響

改造后循泵揚程為12m。循環水管道阻力約0.434mH2O，查凝汽器水側阻力曲線，單臺循環水泵運行，凝汽器水側阻力為1.2 mH2O，從凝汽器出水管至冷卻塔水阻0.487mH2O，即累計水頭損失為2.2mH2O，同時需要克服冷卻塔靜壓9mH2O，即改造后富裕揚程為0.8mH2O，改造后循環水能上塔。

另外，因改后揚程16m的工況點流量約5000m3/h，流量減半，可以實現機組并網前、停運后對循環水量的調節需求。另外還可以根據機組負荷變動對循環水量需要的不同，實現兩泵一高速一低速的運行方式，揚程約為16m，總流量為15000m3/h。

根據以上公式，計算得出主要特征點參數：

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

折合人民幣：409290×0.44=14萬（按電價0.44元/kw·h測算）。

2.4 循泵低速對真空的影響

從上述計算可以發現，循泵改造后，循環水量僅減少14.49%，在冬季等低負荷工況，或啟停機狀態下，循泵采用低速運行方式不會對凝汽器真空及安全性造成影響，能夠滿足凝汽器對循環水的需求量。從循泵性能曲線看，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，從而實現節能降耗目的。

2.5 運行方式

改造前：熱季一機兩泵高速運行，冷季一機一泵高速運行。兩泵運行時，根據負荷及循環水進水溫度參數確定啟動第二臺循泵。

改造后運行方式靈活。可實現單泵高速、單泵低速、雙泵高速、一高速一低速四種運行方式，特別是春秋季節能空間較大，單機可實現雙泵一高速一低速并聯運行。夏季雙泵高速運行。

3 改造方案

采用一臺機組只改一臺雙速的方式，只需要更換電機的定子線圈，原電機為12極改為14級，為了保證機組的安全性，同時便于雙速切換操作，增加雙速切換柜。

4 結束語

根據以上分析，確定循泵電機改雙速是可行的，且改造后運行方式靈活，有較大的節能空間。根據歷年大氣溫度、凝汽器真空和凝結水過冷度曲線可知，由于循環水量不可調，使得在環境溫度較低的情況下，機組真空過高，凝結水過冷度過大，汽機回熱系統能耗加大，機組整體效率降低。如若實施雙速改造，則可實現機組真空和凝結水過冷度調節，保持機組在經濟真空定值的基礎上，維持凝結水過冷度為零，進而提高機組效率，降低煤耗。

參考文獻

[1]《N-7920-1、2型凝汽器說明書》.上海汽輪機有限公司.

[2]RDL900-970A3循環水泵性能曲線.上海凱士比泵有限公司.