循环水泵电机双速改造之我见
循环水泵电机双速改造之我见
摘要：文章阐述了循环水泵电机双速改造针对1B循环水泵电机水泵实施，介绍了改造后的试验情况，并着重对改造前后的效能和节电情况进行了分析与对比。下面就本次循环水泵电机双速改造的可行性作如下分析！
关键词：循环水泵；电机；改造
Abstract: The article describes the transformation of the two-speed circulating pump motor implementation 1B circulating pump motor pump, after transformation test, and focus on the transformation before and after the performance and power analysis and comparison. Below the following analysis on the feasibility of the transformation of the circulating pump motor dual speed!Key words: circulating pumps; motor; transformation
1 改造前状况：
在不同的负荷及工况下，我司#1机组循环水泵电机均采用单速运行方式，一方面浪费大量电能，降低了厂用电的有效利用率，在机组额定工况下循环水泵电机电流约为390A；下表是循环水泵电机在机组几个负荷下的电流值：
项目确定及准备情况：
循环水泵电机改造工作在公司各级领导、各部门的关心支持、帮助、协调下，大家认真讨论、收资并结合兄弟厂家的经验，本次改造工程针对1B循环水泵电机水泵实施，该电机经过改造变成双速电机，定子绕组进行改造，经过中间抽头改变转速。
在主方案确定后，先后到设备厂家及多家兄弟电厂进行考察交流，一方面熟悉设备，一方面吸收先进的控制经验，并与其他部门结合共同完成了最终控制方案的确定工作。
改造方案：
3.1 项目提出的背景及改造的必要性
3.1.1我司循环水泵电机型号YKSL3400-16，功率3400KW，至今已经运行3年多，平均厂用电率高达0.86%。近年来，随着节能形势的严峻，很多发电企业对循环水泵电机进行了改造，无论是变频节能还是高低速改造，在300MW的机组上已经具备很多成功的案例，600MW单元机组的企业也陆续开始尝试。目
前大多数企业选用了高低速改造方式，用一套定子绕组仅改变其接线方式，不再添置任何设备，即可达到两种速度。无论对改造费用、维护保养、运行方便可靠，从目前情况来说都具有相对的优越性。
3.1.2 项目改造的可行性。我司循环水泵电机改造前极数16，转速372r/min，由16极(372r/min)改为18极(330r/min)的选择确定对技术改造的成功有着至关重要的作用。考虑到循环水泵电机改造后对塔池供水扬程、凝结器真空的不利影响因素,以及电机改造谐波分量影响、不重新制做定子线圈等诸多因素，在咨询循环水泵、电机制造厂家等意见后，通过电气、汽机等专业认真计算讨论,我们建议将循环泵异步电动机,由原16极改为18极。
3.1.3 循环水泵高低速改造节能原理。根据公式n1=60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的。
由离心泵相似定律知，在不大范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系为：
Q1/Q2=n1/n2 H1/H2= (n1/n2)2P1/P2= (n1/n2)3
其中Q1、Q2、 H1、H2、 P1、P2分别表示转速n1、n2水泵的流量、扬程和功率。
双速高压电机的原理，实际上是将两台极数不同(转速不同)的电机合在一起，制作为一台电机。即一台电机有两个定子线圈，绕在一个定子铁芯内，这两个定子线圈极数不同，均采用星形结线，线圈之间没有任何连接线，相互独立。通过改变抽头接。
3.2 同类技术应用调研报告
我司安排人员考察改造。考察得到的信息如下：
3.2.1 目前状况。我司机组进行冷端试验，试验后认为循环水泵可以进行双速改造，其节能效果显著。循环水泵电机参数如下：
3.2.2 改造原理及节能效果。对2A循泵变速运行的可行性进行了数据分析，因电机、泵与1A设计上相同，在此引用2A循泵数据，又因运行工况及管网因素的影响，数据可能会略有差距）：根据电机转速公式n= 其中：p—电机极对数s—转差率。改变电机的极对数P即可改变电机转速，将电机的16极改为18极，
转速相应的变为330r/min。降速后单泵工作点的确定。根据2A循环水泵的实测性能曲线，结合2号机组循环水系统的实际阻力特性，计算得出循环水泵降速后的性能工作点。
线改变电机极对数，达到改变电机转速的目的。我司循环泵电机改造前级数为16级，额定功率为3400KW、转速为372r/min、定子电流为417A。通过改造为双速电机后，循环泵电机改造后（安装的#1B、#2B循环泵电机）级数变为16/18级可调，额定功率为3400/2500KW、转速为372/330r/min、定子电流为417/319A，两种转速可在电机停电后通过改变接线盒接线方式而相互切换，可见低速运行时电动机额定电流降低了98A，起到了节能降耗的目的和效果。
图12号机组循环水泵降速后的工况点
图1为2号机组2A循环水泵降速(转速由370r/min降为330r/min)后的运行工况点，转速降为330r/min后，根据循环水系统的阻力特性曲线计算出此时的循环水泵的运行工况点为：工作流量37500m3/h、扬程18.4m。单泵低速(330r/min)运行和高速(370r/min)运行相比较，能降低电机功率约26.7%，见表1。
在冬季循环水温较低(低于15℃)、负荷低于400MW的情况下，可以考虑单台循环水泵低速运行。建议选择一台循环水泵进行高低速改造，以进一步降低厂用电率。
表1循环水泵降速后的节能效果
降速后运行安全性分析
2号机组一台循环水泵降速运行后，在循环水系统单元制运行条件下，2号机组的循环水泵可能的运行方式有：单泵低速运行、单泵高速运行、一高速和一低速并联运行、两台高速并联运行四种方式。单台循环水泵降速后与另外一台定速泵并联运行安全性尤为重要。2号机组2A循环水泵降速后与2B循环水泵(定速)并联运行的工作状态见图2。
图2循环水泵一高速一低速并联运行状态
从图2中看出，循环水泵一高速一低速并联运行的工作点为：并联流量67600m3/h、扬程26.8m(图中A点)。此时低速泵的流量约为29200m3/h、扬程为26.8m(图中B点)。具体并联特性见表2。
表2循环水泵高低速并联运行工况确定
在目前循环水系统阻力特性下，循环水泵一高速与一低速并联运行是可行的，能保证低速泵的运行稳定性和安全性。只有在循环水系统阻力接近或超过33m时，低速循环水泵就会空转或发生呛水现象，危害泵的安全。电动机改造后适用标准、改造要点及改造具体措施：改造后适用标准。GB755-2000旋转电机定额和性能； GB1032-85三相异步电动机试验方法；GB10068.1.2-88旋转电机振动测定方法及限值；GB10069.1.2-88旋转电机噪声测定方法及限值；GB/T 13957-92大型三相异步电动机基本技术条件；DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程.
结束语
火力发电厂节约厂用电是一项长期的、艰苦的工作，本次改造工作经过对2号机组两台循环水泵电机双速改造，不仅增加了循环水泵系统调节方式的灵活性，而且取得了相当显著的节能效果，实践证明本次改造工作是成功的，是电厂节能降耗的一个有效的途径，今后降低厂用电率的主要手段是加大科学新技术投入。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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