循環泵雙速改造節能效果對比與分析

郭玉瓏 蔡勇

摘要：本文介紹某熱力發電廠配備的循環水泵采用定速運行方式，循環水量無法調節。后對循環泵電機進行雙速改造，改造后對其進行效率試驗，通過試驗對比及分析，結果表明循環泵電機雙速改造具有投資小、見效快、可靠性高、節能效果顯著等特點。

關鍵詞：循環泵；雙速改造；對比與分析

1概述

某熱力發電廠總裝機容量為4×200MW，每臺機組配備2臺長沙水泵廠生產的XJ48-18型循環水泵，該泵額定流量為17532t/h，揚程為16.9m，轉速為370r/min，所配電機為湘潭電機廠生產的Y1250-16/1730型電動機，額定電流為160A。循環泵出口門采用電動蝶閥，只有全開全關兩個位置，冷卻水流量的調節方式僅限于：調節1、2號機與3、4號機之間循環水進回水聯通門、增減運行泵臺數兩種方式。由于該廠所處地理環境的影響，冬夏兩季溫差大、負荷峰谷差比較明顯。在冬季及春、秋季低負荷時，開一臺循環泵流量過剩，在高負荷時，開一臺循環泵流量不夠，開兩臺循環泵的流量又有富裕，浪費大量電能，增加了發電成本。因此，選擇合理方式對循環泵進行節能改造成為當務之急。

2改造目的及方法

隨著異步電動機變極調速技術的進一步發展，配以改變電機極對數的變極調速電機是最理想的循環泵調節方式。循環泵電機雙速改造就是改變鼠籠式電動機定子繞組的接線方式來改變電動機定子極對數達到調速目的。鼠籠式電動機轉子的極對數能自動地隨著定子極對數的改變而改變，使定、轉子磁場的極對數總是相等而產生平均電磁轉矩，從而改變了異步電動機的轉速。

循環泵配用雙速電機驅動，可增加循環水量的靈活性，滿足不同季節的供水需要，避免運行泵工作點的嚴重偏移，提高泵的運行效率。

鑒于循環泵電機雙速改造具有投資少、回收快、可靠性高、節電效果顯著等特點，該廠對3、4號機組各一臺循環泵電機進行了高低速改造（分別為5、7號循環泵），電機轉速由原370r/min一個轉速改為370r/min和330r/min高低兩個轉速。高、低速的切換時通過改變裝在電機外殼上的變極接線板連接方式來實現（變極工作如不計停、送電操作和安全措施僅需20分鐘左右）。

3改造效果及分析

由離心泵相似定律知，在不大范圍內改變泵的轉速，泵的效率近似不變。改造完成后，分別對兩臺泵進行效率試驗，以7號機試驗為例，計算結果如下：

改造后節能效果涉及流量變化對機組運行經濟性的影響和泵本身耗功的變化兩部分。循環水流量對于機組經濟性的影響體現在通過對機組的真空影響進而引起機組負荷的變化。但隨著汽機排汽絕對壓力降低到接近6kpa后，真空變化對負荷的影響迅速變小，接近4.3kpa時真空再繼續提高就不會產生正效益。

在不考慮真空變化時.7號循環泵改造后，在閥門全開時，高速下電機功率為1256 kW，低速下電機功率為920kW。在滿足凝汽器供水要求及最佳真空的條件下，循環泵低速運行出口碟閥全開的狀態下，電機功率可減少336kW。每天每臺機組一臺低速循環泵運行的情況下日節省電量0.8萬kWh，按上網電價0.25元/度計算，日增收資金2017元。每年按低速運行6個月計算，增收363128元。

若考慮真空變化，由200MW機組熱力試驗的結果可知：真空度每降低l%，供電煤耗增加3.75g/kWh；標煤單價200元（隨市場變化而變化）；凝汽器真空下降而增加的煤耗合人民幣：3.75x△PxNx200（元/小時），式中△P表示凝汽器真空的變化量：N表示機組出力。只有真空下降而增加的煤耗合人民幣小于等于循環泵低速運行節約廠用電量合人民幣時，低速循環泵運行才是合理的、經濟的。

根據真空下降而增加的煤耗合人民幣小于等于循環泵低速運行節約廠用電量合人民幣；在不同時段、不同負荷下計算出循環泵低速運行后真空下降值與實際下降數值進行比較。然后決定是否保持低速方式運行。

下表為改造后具體運行方式：

4結論

采用雙速循環泵，提高了機組用水調節的靈活性，除了原來的單機單泵、單機雙泵、兩機三泵的運行方式外（全是高速），又增加了單機低速、雙機高低速并聯等運行方式，豐富了循環水流量的調解方法，為循環水系統的節能降耗提供了手段。

電機雙速改造屬于較為成熟的項目，具有技術先進、運行可靠及安裝改造方便等優點。合理安排改造后的運行方式，能夠取得顯著的經濟效益。

作者簡介：

郭玉瓏（1980-），男，漢，高級工程師，主要從事火力發電廠熱力試驗、技術監督及基建調試工作。新疆電力建設調試所有限責任公司。

蔡勇（1979-），男，漢，助理工程師。生技部節能專工。華電新疆發電有限公司昌吉熱電廠。