循环水泵电动机双速改造在600MW机组中的应用

第25卷第8期广东电力Vol 25 No 82012年8月GUANGDONG ELECTRIC POWERAug.2012doi:10.3969/jiss.1007-290X.2012.08.025循环水泵电动机双速改造在600MW机组中的应用李继忠(安徽阜阳华润电力有限公司,安徽阜阳236158)摘要:针对循环水泵电动机电能损耗非常大的问题,提出对电动机进行磁极对数调速改造。介绍了改造原理、改造前的潜力评估、改造要点及措施、改造后的调试情况。3600kW大功率电动机通过改变磁极对数(8对改为9对),具备了370r/mi和330r/min种转速运行方式,当发电机组运行在环境温度较低的春、秋、冬季时可釆用低速运行,以达到节能目的。这种改造方式因费用低、维护方便、可靠性高等优点被越来越广泛应用关键词:电动机;磁极对数;双速;循环水泵;节能中图分类号:TK223.5;TM306文献标志码:B文章编号:1007-290X(2012)08-012204Application of Dual-speed Transformation of Circulating WaterPump motor in 600 MW UnitLI JizhongChina resources Power( Fuyang)Co., Ltd, Fuyang, Anhui 236158, China)Abstract: Aiming at significant energy loss of circulating water pump motor, the paper suggests transforming magnetic polenumber of motor. In this paper, transformer principle, potential evaluation before transformation, key points and measuresfor transformation and commissioning after transformation are introduced. By magnetic number( 8 pairs to 9 pairs )change3 600 kw motor can be capable of 370r/min and 330r/min; the unit can operate in low speed in spring, autumn and winterto save energy. This transformation is extensively adopted due to its strongpoints such as low cost, convenience in maintenance and high reliabilitKey words: motor; number; magnetic pole number; dual-speed; circulating water pump; energy conservation600MW机组中60%~70%的电能被电动机连接片的位置,即可改变电动机的极数,从而达到消耗,因此,对电动机的节能运行要求越来越高。改变转速、实现节能运行的目的,而整个电气系统近年来,鼠笼型异步电动机调速运行应用广泛,调不需变动速方式多,其中双速改造因费用低、维护运行保养方便、可靠性高等优势被越来越广泛应用。双速改改造原理及节能潜力估算造只需改变定子绕组的接线方式,不添置和改变任安徽阜阳华润发电厂总装机容量为2×600何设备,即可达到2种速度。在改造设计时以高转MW,每台机组配置2台循环水泵,出口节门采用速档为基本极,进行对称轴线优化,把电动机的8蝶阀,只有全开、全关2个位置。机组运行中,不对和9对绕组引线全部引出,在中性点接线盒旁重同季节的凝汽器供水量只有依靠增、减循环水泵的新设置1个双速切換的端子箱,通过改变接线端子台数来调节。在春、秋、冬季节会出现2台循环水泵供水量不足、3台循环水泵供给又超量的现象收稿日期:2012-1223考虑将循环水泵电动机由单转速运行改造为双速运HYH提比第8期李继忠:循环水泵电动机双速改造在600MW机组中的应用行,在四季环境温度变化时,通过改变循环水泵电循环水系统的阻力特性曲线计算出此时的循环水泵动机转速和几台循环水泵不同转速组合的运行方的运行工况点:工作流量为37.5×10m3/h,扬程式,即可满足运行需要的同时,达到节能的目的。为184m。330r/min单泵低速运行和370r/min循环水泵是长沙水泵厂生产的88KLXA-26单泵高速运行相比较,电动机能耗降低约26.7%型混流泵,电动机型号为YKKL3600-16/2150,循环水泵降速后的节能效果见表1。209年8月委托西安热工研究院对水泵进行了冷端试验,试验后确认对循环水泵进行双速改造是可表1循环水泵降速后的节能效果行的。理论上,电动机转速运行工况参数高速低速n=(1(1)转速/(r·min-1)330式中:p一电动机极对数;s-转差率;f效率流量/(103m3·h-1)44.27637.5改变电动机的极对数P即可改变电动机转速,扬程/m18.4将电动机的8对改为9对,转速相应地变为330轴功率/kW34252510r/minlI效率/%74.4根据泵类流体定律,改变泵的转速,泵的效率电动机功率/kW36632684近似不变,其性能近似关系式为:节约厂用电/kW979g1/92= n节电率/%26.7h21/h2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)3在冬季循环水温低于15℃且运行负荷低于式中的q1、h1、P1,q2、h2、P2分别表示在转400MW的情况下,选择1台循环水泵进行高、低速n1、n2情况下水泵的流量、扬程和所需轴功速改造,可进一步降低厂用电率。率。根据式(2),当电动机的转速下降时,流量成12降速后运行安全性分析正比关系下降。扬程成平方关系下降,泵的轴功率2号机组1台循环水泵降速运行后,在循环水成3次方关系下降。因此电动机改造后,有功功率系统单元制运行条件下,2号机组的循环水泵可能消耗可大幅度下降。的运行方式有:单泵低速运行、单泵高速运行、11.1降速后单泵工作点的确定(以2A循环水泵为台高速和1台低速并联运行、2台髙速并联运行4例)种方式。单台循环水泵降速后与1台定速泵并联运根据2A循环水泵的实测性能曲线,结合2号行的安全性尤为重要。2号机组2A循环水泵降速机组循环水系统的实际阻力特性,得出2号机组后与2B循环水泵(定速)并联运行工况如图2所2A循环水泵转速由370r/min降为330r/min后示。的运行工况点,如图1所示。循环水泵1台高速与1台低速并联运行3单泵高速370r/min2\循环水系统阻力特性曲线循环水系统单泵低速330r/min阻力特性曲线410单泵低速330rmin单泵高速370/min0102030405060708001020304050607080循环水体积流量q/(103m3h)循环水体积流量qp/(103mh图12号机组循环水泵降速后的工况点图2循环水泵1台高速与1台低速并联运行曲线从图1可知,当转速降为330r/min后,根据从图2中看出,循环水泵1台高速与1台低速124广东电力第25卷并联运行的工况点:并联流量为67600m3/h,扬电动机髙、低速运行选择,只需改变切换箱内的连程为26.8m(图2中的A点)。水泵低速流量约为接片的连接方式即可(电动机需停电)。图3为接线29200m3/h,扬程为26.8m(图2中的B点),具箱内2种不同的连接方式。体并联特性见表2。表2循环水泵高、低速并联运行工况确定@①运行工况参数@⑧@2A泵与2B泵2A泵2B泵并联(低速)(高速)流量/(103m3h-1)扬程/m26.8号电动机①②[电动机⑩②效率%79.5020(轴功率/kW615226389∞(7电动机功率/kW657928223758a)高速运行连接18个连接片(b低速运行连接9个连接片图3高、低速切换时箱内端子连接方式在循环水系统阻力特性下,循环水泵1台高速与1台低速并联运行是可行的,能保证低速泵的运f)改造前,电动机接线方式为4Y接法,改造行稳定性和安全性。只有在循环水系统阻力接近或后高速运行的接线方式为2Y接法,低速接线方式超过33m时,低速循环水泵才会出现空转或呛水为△接法,接线方式完全不同。改造前后的接线现象,危害泵的安全。方式如图4所示4。改造要点及措施MV2改造要点及措施如下:VIIUZo-W2a)电动机改造后,极对数由8改为9,额定功IrwI率由3600kW变为2600kW,额定电流由444A变为333A,功率因数由0.83变为0.795,额定转V2W2(B)改造前的(b)改造后的低(c改造后的高速由372r/min变为331r/min,定子绕组接线由4Y接线法速Δ接线法速2Y接线法4Y改为2Y/△接法。由于电动机改造后低速运行图4双速改造前后定子绕组接线方法时的接线方式为△接法,综合保护装置中的“差动保护”将被退出,在每次的高、低速切换运行时,由于功率及接线方式的变化,综合保护装置参数均3改造后的调试需重新修改。3.1电动机低速空载运行b)电动机送至专业修理厂,应根据原定子槽检查电动机电源引线、中性点引线、加热器引数、绕组线规和匝数、接线方式重新设计电动机定线、电流互感器( current transformer,CT)二次引子绕组。定子绕组参数重新确后,新定子绕组兼顾线、温度测点引线连接是否正确;电动机高低速切高、低速性能。换端子箱内连接片为低速连接方式;电动机综合保c)定子绕组拆除、制造、嵌装,然后采用真护装置参数重新设定,电动机二次额定电流l由空压力浸漆{工艺固化绕组绝缘。4.44A改为3.33A,所有差动相关控制字选择d)应进行直阻、绝缘、直流耐压、交流耐压、“退出”,差动保护出口压板退出;将循环水泵启定子铁耗温升试验及整机试转试验。动逻辑允许条件置非门“1”位置,将2A循泵出口e)电动机的高压引线和中性点引线盒均不变,门强制“关”;将就地蝶阀控制柜上蝶阀控制方式切在中性点引线盒旁单独设立1个高、低速切换箱,到“就地”方式,并在控制柜上挂“设备调试,禁止第8期李继忠:循环水泵电动机双速改造在600MW机组中的应用操作”的临时标示牌,核实蝶阀处于关闭位置;11A电动机有功损耗P1=3512.2kW;号、2号电动机循环水联络门关闭;电动机送电并2A电动机有功损耗P2=2683.9kW;启动运行;电动机运行4h后,每间隔30min测节电率为(P1-P2)/P1,其值为23.58%;试电动机电流、振动、温度等参数节约有功功率为P1-P2,其值为828.3kW;32电动机高速空载运行年节约费用248.09万元将电动机高、低速切换端子箱内连接片改为高速连接方式;核对电动机中性点CT二次线连接的结束语正确性;电动机综合保护装置参数重新设定,将电)改造结束后,从调试参数看,振动值都在动机二次额定电流l由3.33A改为4.44A,所合格范围内,未对电动机的稳定运行产生影响,改有差动相关控制字选择“投入”,差动保护出口压板造是成功的。但是不是所有的电动机都会遇到这种投入;将循泵启动逻辑允许条件置非门“1”位置,情况,有些电动机并不适合改造,改造前应充分论将2A循泵出口门强制“关”;将就地蝶阀控制柜上证,充分收集其他电厂和改造厂家的意见和建议。蝶阀控制方式切到“就地”方式,并在控制柜上挂b)电动机改造过程中的真空压力浸漆工艺的“设备调试,禁止操作”临时标示牌,核实蝶阀处于好坏直接影响电动机的使用寿命明,不同的修理厂关闭位置;电动机运行4h后,间隔30min测试因成本和操作复杂的原因,执行该工艺都存在很大电动机电流、振动、温度等参数。偏差,其结果在电动机改造结束后单从外观上是无33电动机高速带泵运行法判断的,因此这个过程需有人严格监督电动机找中心并连接对轮;解除循环水泵启动c)电动机的改造时间长,工序多,工艺要求高,逻辑允许条件置非门“1”位置,恢复正常运行方式;在选择比较有实力的修理公司的同时,需有熟练掌握将就地蝶阀控制柜上蝶阀控制方式切到“远方”控制相关工艺的人员进行关键点监督甚至全程监督。方式,将控制柜上挂“设备调试,禁止操作”临时标d)改造工期约10~15天,重要辅机失去备用示牌去除;1号、2电动机循环水联络门关闭;电时间较长,不利于机组的稳定运行,改造应尽量安动机送电并启动;测试电动机电流、振动、温度等排在机组检修期间进行。参数,观察运行2he)高速电动机降低转速,转子圆周速度降低,34电动机低速带泵运行轴承发热得到改善。虽然通风条件变坏,但因定子电动机高低速切换端子箱内连接片改为低速连电流减小,定子铜耗也会明显减小,发热量减小接方式;电动机综合保护装置中二次额定电流I所以不会造成电动机整体温度的升高1由4.44A改为3.33A,所有差动相关控制字选择參考文献“退出”,差动保护出口压板退出;解除循环水泵启[1]GB/T2122007,旋转电动机修正规范[S].动逻辑允许条件置非门“1”位置,恢复正常运行方GB/T 212-2007, Rotary Motor Modified Norm [S]式;确认就地蝶阀控制柜上蝶阀控制方式为“远方”[2]孙克军、异步电动机与变压器[M.北京:化学工业出版社,控制方式;高、低速循环水泵并联运行前单元循环2010.水系统的阀门应全开;确认1号、2号电动机循环SUN Kejun. 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