火電廠凝結(jié)水泵永磁調(diào)速器節(jié)能改造分析

李智福＊

（福建省鴻山熱電有限責任公司發(fā)電部，福建 福州 350001）

鴻電2A、2B凝泵變頻在35～40Hz之間振動大，凝泵變頻實際未起作用，大大影響了凝泵設(shè)計變頻控制的節(jié)能降耗作用。還有一重要原因是鴻電立式凝結(jié)水泵電機（一用一備）目前采用的是變頻器（一拖二）方式進行調(diào)速節(jié)能控制，變頻器為一拖二的模式，變頻全年處于工作狀態(tài)，這就加速了變頻器的老化速度，增加了變頻器的維護量和維護費用。因此鴻電為了降低廠用電，降低維護成本，深入調(diào)研決定對2A凝結(jié)水泵加裝永磁調(diào)速器改造。

1 設(shè)備概況（如表1）

表1

2 永磁調(diào)速器的工作原理

永磁調(diào)速器是透過氣隙傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動設(shè)備。電機與負載設(shè)備轉(zhuǎn)軸之間無需機械連結(jié)，電機旋轉(zhuǎn)時帶動導磁盤在裝有強力稀土磁鐵的磁盤所產(chǎn)生的強磁場中切割磁力線，因而在導磁盤中產(chǎn)生渦電流，該渦電流在導磁盤上產(chǎn)生反感磁場，拉動導磁盤與磁盤的相對運動，從而實現(xiàn)了電機與負載之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。其主要由四個部件組成：內(nèi)轉(zhuǎn)子（與負載軸連接的永磁體盤）、外轉(zhuǎn)子（與電機軸連接導磁體盤）、執(zhí)行機構(gòu)（調(diào)整磁盤與導磁盤之間耦合面積的機構(gòu)）、轉(zhuǎn)軸連接殼與緊縮盤（緊縮盤裝置與電機及負載軸之間的連結(jié)）。

3 改造方案

永磁調(diào)速驅(qū)動器是純機械裝置，只需在改造時，根據(jù)設(shè)備尺寸，重新建造基礎(chǔ)，將凝結(jié)水泵電機上移，使永磁調(diào)速器有足夠空間安裝在電動機和水泵之間。在2A凝結(jié)水泵電機與泵之間安裝了永磁渦流柔性傳動調(diào)速裝置一套以及加裝控制執(zhí)行器一套。通過邏輯控制器PLC將參數(shù)調(diào)節(jié)信號通過PID調(diào)節(jié)，變成4～20mA信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，推動永磁調(diào)速裝置的氣隙調(diào)節(jié)動作，實現(xiàn)調(diào)速功能。不僅能起到與變頻器一樣的節(jié)能效果，同時可減少泵體與電機間的振動傳遞，有效降低系統(tǒng)的諧振，增加系統(tǒng)部件的使用壽命，減少維護成本及周期。改造圖如圖1、2。

圖1

圖2

4 改造后優(yōu)點

出力：2A凝泵永磁傳動改造后，輸出的最高轉(zhuǎn)速由額定的1480r/min降至現(xiàn)在的1376r/min，僅能達到電機轉(zhuǎn)速的93%，最高出力有所下降，原因主要為傳動機構(gòu)滑差導致，且永磁調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度會略低于變頻控制。

安全：第一，永磁傳動改造后，在振動水平上大幅度優(yōu)于變頻，有利于凝泵全工況調(diào)節(jié)，從設(shè)備運行的安全可靠性而言，永磁傳動是優(yōu)于變頻控制的。第二，方便運行人員進行切換，保證凝結(jié)水精處理安全。

節(jié)能：2A凝泵永磁傳動改造后，在90%以下凝泵容量工況下的運行耗能是高于變頻的，且永磁傳動還配置了兩臺380V 5.5kW的冷卻水增壓泵。在90%容量以上時，最多與變頻耗能持平。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表2、3。

表2 相同負荷工況下的耗電量對比圖

5 改造后存在的問題

2A凝泵出現(xiàn)的問題。

（1）2A凝泵投運后，運行發(fā)現(xiàn)其電機上軸承溫度達68℃，導致凝泵故障報警一直存在，而該點溫度達到80℃將會造成凝泵跳閘。查看湘潭電機廠的凝泵電機說明書，發(fā)現(xiàn)廠家建議的軸承報警溫度是85℃、跳閘溫度95℃。因此暫時將2A凝泵電機軸承報警溫度更改為70℃，但該點溫度確實較改造前升高較多，運行與檢修人員必須多加監(jiān)視與關(guān)注。

表3 振動對比圖

（2）2A凝泵轉(zhuǎn)速在1190轉(zhuǎn)左右時，在永磁傳動執(zhí)行器輸出81%左右無變化時，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速突降70轉(zhuǎn)左右、電流突降12A左右、泵出力流量突降100t左右的情況。在轉(zhuǎn)速1300轉(zhuǎn)左右時，在永磁傳動執(zhí)行器輸出95%左右無變化時，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速突升45轉(zhuǎn)左右、電流突升12A左右、泵出力流量突升100t左右的現(xiàn)象。廠家給出的解釋是：泵轉(zhuǎn)速在達到此兩個臨界點時，磁場強度會出現(xiàn)突變，需要更換更大容量的永磁傳動機構(gòu)。

（3）2A凝泵投運后，永磁裝置冷卻水泵水源取自閉式水，回水至閉式水。由于冷卻水泵間斷運行，瞬間會造成閉式水箱水位溢流，造成除鹽水浪費，需要對閉式水箱補水定值進行修改。

（4）2A凝泵永磁由于屬于立式泵，長期運行永磁泵噪音會變大，水平方向振動變大。由于立式泵目前廠家也沒有根治的辦法，只能進行深度維護。

6 結(jié)語

綜上所述，鴻電的2A凝結(jié)水泵永磁調(diào)速器的改造投運以來，節(jié)能效果有所提高，安全穩(wěn)定性明顯提高，消除了振動大問題，達到了預(yù)期改造目標。雖然在投運期間出現(xiàn)溫度高及流量突變的問題，但通過廠家解釋找到了問題的根本。正常運行時只要加強監(jiān)視避開臨界點，問題就能解決，所以凝結(jié)水泵永磁調(diào)速器的改造成功。