600 MW超临界机组循环水泵改造与优化运行

2014年8月吉林电力Aug. 2014第42卷第4期(总第233期)Jilin Electric PowerVol.42 No. 4 (Ser. No.233)600MW超临界机组循环水泵改造与优化运行Retrofit and Optimized Operation for Circulating Pump of 600 MW SC Units张延风,赵晓峰,于炳伟.(辽宁清河发电有限责任公司,辽宁铁岭112003)摘要:针对超临界600MW汽轮发电机组存在冬季循环水供水温度较低,机组冷却水流量过大,斜式轴流循环水泵不能通过出口阀门调节冷却水流量,浪费厂用电的问题,对1台循环水泵电机进行了高低双速改造,改后根据不同季节水温变化选择驱动转速,调节冷却水流量,每年可节省厂用电量约4. 68X10°kW●h(约187万元),经济效益显著。关键词:循环水泵;双速电动机;技术改造;优化运行中图分类号:TK264.11文献标志码:B文章编号:1009- 5306(2014)04-0037-03随着国民经济的快速发展，节能减排已成为企节供水量,可有效节约电能。业可持续发展的重要途径之一。辽宁清河发电有限责任公司为了降低发电成本,实现节能减排的目标，2改造原理及方案实施针对超临界600MW汽轮发电机组循环水泵浪费厂用电的问题,对1号汽轮发电机组A循环水泵电2.1改造原 理机进行高低双速改造,并确定最佳运行方式,通过一根据泵类机械相似定律,在一- 定范围内改变泵定时间运行,机组运行稳定且经济效益显著。的转速,泵的效率近似不变,其性能近似关系式为:Q:/Qz -n/nz1设备概况式中:Q为n转速的流量;Qz为n2转速的流量。H,/H2= (n)/n:)2清河发电公司600 MW1号汽轮机组，配有2式中:H为n|转速的扬程;H2为n2转速的扬程。台50%容量的斜式轴流循环水泵,转速为370 r/P:/Pz= (n/n2)3(3)min,扬程为26 m,流量为32 400 t/h;电动机型号式中:P为n转速的轴功率;Pz为n2转速的轴功YKSL3800-16/2150-1,额定功率3 000 kW ,电压为率。6kV,额定电流370A.冬季机组循环水供水温度平根据上述关系式,若将3 000 kW 16P循环水泵均13C,凝汽器真空度平均96.55kPa,凝汽器端电动机改为16/18P双速电动机，则电机在18P运差平均8.65 C ,凝结水过冷度平均1.21 C.循环水行时,水泵流量为16P 运行时的0. 89倍,扬程为泵冬季耗电率平均0. 86%,年平均耗电率平均16P运行时的0.79倍,轴功率为16P运行时的1.10%.机组保持单台循环水泵运行，每台循环水泵0.7倍,相当于水泵流量减少11% ,电机输出功率可单独运行时的实际容量为60%左右,由于循环水供减少30%。水温度较低,机组冷却流量过大,斜式轴流循环水泵2.2实施方案不能通过出口阀门调节冷却水流量，节能调节受到对定子绕组采用变前后极都是60°相带的换相限制,因此对1号机组A循环水泵电机进行高低双变极方式(18P接法),这种方法能使电机在2种转速改造,采用转速差不大的相邻极数的双速电动机速均能获得良好的运行性能。转速变换在1只专用驱动水泵,根据不同季节水温变化选择驱动转速调改极箱内手工政接连接片即可实现,该电机定子有中国煤化工收稿8期:2014-05-15| YHCNM HG作者简介:张延风(1973)，男，高级工程师,从事电厂汽轮机优化运行的研究工作。●37●2014年8月吉林电力Aug. 2014第42卷第4期(总第233期)Jilin Electric PowerVol.42 No. 4 (Ser. No.233)168槽,16P接法时,平均每极下占10.5槽,平均每.旬至5月中旬保持A泵(低速)与B泵并列运行,平极每相占3. 5槽,16P运行时,三相绕组是对称的;均水温18.1 C ,凝汽器真空度95. 0 kPa ,凝汽器端而18P接法时,平均每极下占9.333槽,平均每极每差6.5 C，凝结水过冷度1.0 C,泵的耗电率相占3.111槽,18P运行时，三相绕组不对称。不对1.01% ,其他数据详见表1.5月中旬至9月中旬,保称的三相绕组对电机的运行产的影响,通过采用先持A泵(高速)与B泵并列运行,运行数据详见表1。进电磁计算程序设计消除。A循环水泵电机的高低9月中旬至11月中旬,运行方式与3月中旬至5月双速接线示意图如图1所示。中旬相同。11 月中旬至下一年3月中旬,保持A泵改成高低双速电机后,定子绕组以原16P为基(低速)单独运行,平均水温13.3 C,凝汽器真空本极，星接,电机各项性能不变。在18P转速时,定96. 3 kPa,凝汽器端差6.8 C，凝结水过冷度1.2子绕组以角型接法,因绕组仍有较高的分布系数,故C,耗电率0. 62% ,其他数据详见表1。无论哪种方其输出功率仍能满足低速时水泵所需功率,且电机式运行,如果1号机组停止运行,一般在停机10 h的温升、振动噪声也均能符合出厂的规定值。16P后循环水泵停止运行,停运后开启1台泵的出口蝶运行时采用原电机电流互感器,差动保护功能及方阀，保持开式水泵运行，向开式水系统正常供水。式不变,电机在18P运行时将差动保护退出。改造时只更换定子绕组,电机其余零部件全部利用,电机4改造效果原进出线、进出水、安装位置等情况均不改变。电机改造费用25.0万元,安装费用3.8万元，3优化运行共计28. 8万元,工期共为25天。改造前后技术数据见表2。改造后2台循环水泵优化运行方式为,3月中四团四-①一-u四一团一团Q- U四一@-回自Y回-0四一回一-'z四-四0-回图图四-回x四-回回回团①团回-目国@回四v0-0回四一-va.低速档接线(角接)b.高速档接线(星接)圈1循环水泵电机接线示意圉裹1 A.B 循环水泵运行数据循环水泵电流/A泵 功率/kW负荷/MW真空/kPa 人口温度/C 出口温度/C排汽温度/CA(低速与B并列)263252094.9817.828. 134.6A(高速与B并列)33023693.6326. 032. 938. 4A (低速单独)253243896. 34中国煤化工33. 2MYHCNMH G●38●2014年8月吉林电力Aug. 2014第42卷第4期(总第233期)ilin Electric PowerVol.42 No. 4 (Ser. No.233)表2改造前后数据式经过优化后,泵在低速运行期间可以节省的厂用电机性能参数改造前改造后电量按下列2种工况进行计算:A泵单独低速运行输出功率/kW3 0001 980时间至少为4个月,低速单独运行时功率为2438kW ,高速单独运行时功率为3281 kW,节省厂用电额定电压/kV6量2.43X10* kW●h;A泵低速与B泵并列运行时额定电流/A370280间为4至5个月,A泵(低速)与B泵并列运行时功额定频率/Hz5率为2520kW,A泵(高速)与B泵并列运行时功率极数1618为3 302 kW,节省厂用电量2.25X10°kW●h.每额定转速/(r●min-)372331年节省厂用电量约4. 68X10* kW●h,约187万元。效率/%94.594.0功率因数0. 8300.799结束语空载电流/A1251101号机组A循环水泵电机通过高低双速改造，发热参数22131622并对泵的运行方式进行优化，运行安全可靠,其耗电A循环水泵电机高低双速改造后,在内、外环凝率明显降低，节能效果显著,在凝汽器真空、冷却水汽器全部通水,且循环水回水完全上塔的条件下,进流量与温度等主要参数能够得以保证的前提下,单行各种工况下的带负荷试运行。其管规格为2 220台泵低速运行时耗电率仅为0.62%,较高速运行时mmX10mm,额定流量34200m3/h,低速单独运行可降低0.24%。从投资成本回报周期角度来看,只电机功率2438 kW.电流253 A ,转速330 r/min,循需低速运行1个月即可收回全部改造成本,经济效环水母管压力0. 151 MPa. 管径平均流量29 060益十分可观。m*/h。高速单独运行电机功率3 281 kW ,电流328(编辑韩桂春) .A,转速372 r/min,循环水母管压力0.162 MPa,平均流量38 128 m*/h。电机改为高低双速,且运行方(上接第16页)3.3电场仿真结果分析车间)生产过程质量检测数据、安装记录等综合分析微小的气泡或导电杂质对电位分布影响不大，认为,电缆终端爆炸原因为应力锥在安装时存在局但会导致电场强度局部分布不均匀,导致气泡、导电部质量控制疏漏,A处放电点(图2)附近存在气泡杂质所在局部区域内电场强度畸变,同时由图7a、或杂质,导致A处运行时出现局部电场分布不均先图8a可知,应力锥半导体延伸部位顶端存在电场强期放电,后延应力锥半导电层转移到B放电点(图度较为集中的点,在工频电磁场长期作用下,气泡或2)形成大容量贯穿性放电,电弧产生的具大压力导导电杂质所在部位产生局部放电,局部放电产生后，致电缆终端头瓷套襮炸。为防止日后出现此类事故,会加速缺陷周边绝缘的劣化,进一步造成缺陷周边需严格控制电缆终端安装工艺。电场分布畸变,形成恶性循环,逐步形成放电通道时,向电场强度畸变最大部位发展(半导体延伸部位参考文献:顶端),最终形成贯穿性放电。[1]卓金玉。电力电缆终端结构中的应力锥电场数值分析和模拟实验研究[J].电工技术学报, 2000,15(2):15-4结论19根据现场电缆终端各部件解体检查、主绝缘放(编辑李健平)电击穿特征、短路能量、电缆及电缆附件出厂(包括中国煤化工MYHCNMHG●39●