循環(huán)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(huán)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(guān)鍵詞：循泵低速；揚程；真空

引言

重慶松藻電力有限公司安穩(wěn)電廠一期工程為2×150MW循環(huán)流化床機組。每臺機組配置2臺循環(huán)水泵，#1、#2機組的4臺循環(huán)水泵采用單元制運行，由于循環(huán)水系統(tǒng)不能實現(xiàn)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(jù)負荷及環(huán)境溫度啟動第二臺循泵。由于循環(huán)水泵的運行方式不可調(diào)節(jié)，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(xiàn)經(jīng)濟運行，因此計劃對#1、#2機循環(huán)水泵進行雙速調(diào)速節(jié)能增效改造。

1 循泵電耗降低空間分析

通過對投產(chǎn)以來歷年的環(huán)境溫度及運行時數(shù)進行了統(tǒng)計分析，該廠全年循環(huán)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(huán)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(wǎng)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(xù)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(shù)參數(shù)

2.2 改低速后特征點參數(shù)

原電機為12極，轉(zhuǎn)速495r/min，改為低速可以選擇14極，改后轉(zhuǎn)速約423r/min，根據(jù)泵的相似原理可知，在一定范圍內(nèi)改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)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(huán)水泵原特性曲線上從閉閥啟動對應(yīng)揚程28m點到11m揚程點取19個數(shù)據(jù)時行改造后參數(shù)計算，結(jié)果如表1。

將H2-Q2參數(shù)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(shù)及特性曲線上可以發(fā)現(xiàn)，改低速后原設(shè)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(huán)水管道阻力約0.434mH2O，查凝汽器水側(cè)阻力曲線，單臺循環(huán)水泵運行，凝汽器水側(cè)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(huán)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(xiàn)機組并網(wǎng)前、停運后對循環(huán)水量的調(diào)節(jié)需求。另外還可以根據(jù)機組負荷變動對循環(huán)水量需要的不同，實現(xiàn)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(jù)以上公式，計算得出主要特征點參數(shù)：

改造后全年節(jié)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(fā)現(xiàn)，循泵改造后，循環(huán)水量僅減少14.49%，在冬季等低負荷工況，或啟停機狀態(tài)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(huán)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(xiàn)節(jié)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(jù)負荷及循環(huán)水進水溫度參數(shù)確定啟動第二臺循泵。

改造后運行方式靈活。可實現(xiàn)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(jié)能空間較大，單機可實現(xiàn)雙泵一高速一低速并聯(lián)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(jié)束語

根據(jù)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(jié)能空間。根據(jù)歷年大氣溫度、凝汽器真空和凝結(jié)水過冷度曲線可知，由于循環(huán)水量不可調(diào)，使得在環(huán)境溫度較低的情況下，機組真空過高，凝結(jié)水過冷度過大，汽機回?zé)嵯到y(tǒng)能耗加大，機組整體效率降低。如若實施雙速改造，則可實現(xiàn)機組真空和凝結(jié)水過冷度調(diào)節(jié)，保持機組在經(jīng)濟真空定值的基礎(chǔ)上，維持凝結(jié)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(huán)水泵性能曲線.上海凱士比泵有限公司.