1000MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造

1、1000MW 機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造摘 要：循環(huán)水泵是火力發(fā)電廠中主要的輔機(jī)之一，在1000MW機(jī)組其所占廠用電率約 0.7% 0.8%,如何降低 循環(huán)水系統(tǒng)在機(jī)組低負(fù)荷下的能耗水平，成為一個(gè)重要的研 究課題， 本文就某廠 1000MW 機(jī)組循泵的定速改為雙速的改 造方案和運(yùn)行調(diào)整方法進(jìn)行說(shuō)明，闡述循環(huán)水系統(tǒng)循泵改雙 速的可行性，為循環(huán)水系統(tǒng)冷卻水量的優(yōu)化調(diào)節(jié)運(yùn)行提供可 借鑒的依據(jù)。關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng)；雙速電機(jī)；運(yùn)行調(diào)整0 引言 最有利真空亦稱最佳真空就是指由于凝器真空的提高， 使汽輪機(jī)功率增加與循環(huán)水泵多耗的電量之差為最大時(shí)的 真空。目前，凝汽器真空主要依靠調(diào)節(jié)冷卻水流量來(lái)控制， 根據(jù)循環(huán)

2、水泵流量 Q、揚(yáng)程H、軸功率N與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系：Q1/Q2=n1/n2，H1/H2= (n1/n2)2，N1/N2= (n1/n2)3,速 度 n 的三次方與軸功率 N 成正比，在 n 降低不大的情況下， 軸功率大幅降低,而對(duì)揚(yáng)程影響次之,對(duì)流量影響最小。只 要改變一下轉(zhuǎn)速,即可達(dá)到所求的冷卻水參數(shù)。而達(dá)到變速 的方法較多各有利弊。因冷卻水量變化并沒(méi)有要求無(wú)極變速 的必要。往往是夏季、秋季之差最多增加春秋季一檔既能滿 足電廠實(shí)際運(yùn)行需要。因此，配以改變電機(jī)極對(duì)數(shù)的變極調(diào) 速電機(jī)是理想的。因它運(yùn)行可靠、效率高、不多占場(chǎng)地、造 價(jià)低，且易于改造現(xiàn)有電機(jī)為雙速電機(jī)。1 改造前現(xiàn)狀某 1000MW 機(jī)組

3、配置三臺(tái) 2200HDC-29 循泵，其中甲循 泵為雙速電機(jī)， 乙、丙循泵為定速電機(jī)。 設(shè)計(jì)工況兩運(yùn)一備， 凝器采用雙背壓運(yùn)行。投產(chǎn)以來(lái)夏季高溫高負(fù)荷工況下，兩 臺(tái)高速運(yùn)行；冬季高負(fù)荷工況下，單臺(tái)高速運(yùn)行時(shí)循環(huán)水量 不足，使得兩凝器背壓偏差加大，凝器水位控制困難，同時(shí) 凝器膠球清洗效果因循環(huán)水流速下降而變差，造成凝器結(jié)垢 嚴(yán)重，使得冷端效率下降。一般采用一高一低循泵運(yùn)行，而 采用一高一低循泵運(yùn)行在冬季水溫較低時(shí)凝器真空將超過(guò) 機(jī)組最佳經(jīng)濟(jì)真空，造成循泵電耗過(guò)大經(jīng)濟(jì)性下降。這就無(wú) 法保證機(jī)組的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性穩(wěn)定運(yùn)行，而且一直以來(lái)缺乏合理 的控制和調(diào)節(jié)手段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵的功耗跟隨機(jī)組負(fù)荷調(diào) 整。為了

4、降低廠用電率，通過(guò)循泵運(yùn)行方式的調(diào)整，使得經(jīng) 濟(jì)效益最大化。采用將丙循泵再改造為高低速模式，這樣在 冬季工況下雙低速運(yùn)行，既可以保證凝器背壓在經(jīng)濟(jì)工況下 運(yùn)行，又保證凝器膠球清洗效果，同時(shí)降低降低廠用電率， 給公司創(chuàng)造可觀的效益。2 電機(jī)改造方案( 1)在不改變轉(zhuǎn)子、定子鐵芯、機(jī)殼等部件，只更換 定子繞組的前提下，將電機(jī)改造為 16P/18P 雙速電動(dòng)機(jī)并仍 拖動(dòng)原循環(huán)水泵，改造后的電機(jī)功率在 16P 運(yùn)行時(shí)仍能達(dá)到 3400KW,改接18P運(yùn)行時(shí)，功率應(yīng)達(dá)到 2300KW以上。(2)改造后電機(jī)絕緣等級(jí)為 F級(jí)(溫升按B級(jí)考核)， 接線端子為瓷瓶接線柱方式，截面積和強(qiáng)度滿足 40KA 短路 沖

5、擊電流而不損壞。( 3)手工停機(jī)切換：在電機(jī)停轉(zhuǎn)不帶電情況下，在一 只置于電機(jī)機(jī)殼適當(dāng)位置的改極接線盒內(nèi)，用手工改接連接 片，即可換成另一種轉(zhuǎn)速。 電機(jī)的原所有出線盒保持原位置， 新做一改極出線盒，新出線盒應(yīng)保證連接片安全凈距，各導(dǎo) 電部件安全可靠，高低速切換時(shí)只需改變內(nèi)部接線端子上的 連接片，端子連接片截面不小于 100mm2 ，端子接線圖制作 在不銹鋼牌上，并固定在接線盒內(nèi)側(cè)。( 4)定子繞組連接方式：電機(jī)進(jìn)行雙速節(jié)能改造，對(duì) 定子繞組采用的是變極前、 后都是 60相帶的換相法變極方 式。切換電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，在改極箱內(nèi)手工改接連接片，即可換 成另一種轉(zhuǎn)速。在改造成雙速電機(jī)后，對(duì)定子繞組以原 1

6、6P 為基本極，在18P轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出功率仍能滿足拖動(dòng)原循環(huán)水 泵的要求，且電機(jī)的溫升、振動(dòng)、噪聲及其它低電壓自起動(dòng) 性能、空載下的超速性能、熱態(tài)下承受過(guò)電流性能也均能符 合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。（ 5）利用原定速泵的斷路器及電纜，無(wú)需另外增加新 斷路器及電纜，節(jié)約投資的同時(shí)減少改造工作量。（6）定子線圈全部更換，采用F級(jí)SBEMB/155,聚酰亞胺薄膜繞包雙玻璃絲包扁銅線，按圖紙繞制成梭形后，在 專用設(shè)備上拉型、整形，線圈繞制后，外包脫模帶，在模具 上膠化，溫度180土 5C,半小時(shí)。3 運(yùn)行調(diào)整 該公司所處蘇北沿海地區(qū)，春秋季節(jié)時(shí)間相對(duì)較短（約2 個(gè)月），基本上冬季（約 4 個(gè)月）一結(jié)束，就

7、進(jìn)入夏季。較 佳循泵運(yùn)行方式是冬季雙低速夏季雙高速運(yùn)行，春秋為一高 一低運(yùn)行方式。由于改造后的循環(huán)水泵采用高低速泵共用一 斷路器、電纜，故在秋冬交接需要調(diào)整為雙低速運(yùn)行時(shí)，要 將該電機(jī)手工更改連接片同時(shí)對(duì)斷路器的保護(hù)進(jìn)行相應(yīng)更 改，使其能夠在低速狀態(tài)運(yùn)行，而在春夏交接時(shí)進(jìn)行相反操 作即可。4 經(jīng)濟(jì)分析比較4.1 效率比較 一高一低循泵運(yùn)行與雙低速循泵運(yùn)行。因高速循泵揚(yáng)程 與低速循泵揚(yáng)程不同，使得低速循泵與高速循泵組合運(yùn)行時(shí) 效率下降。循泵高速運(yùn)行電流 417A低速運(yùn)行電流311A，因此循泵 雙低速運(yùn)行較循泵一高一低運(yùn)行方式至少可以降低55A，同 時(shí)保證凝器經(jīng)濟(jì)真空及膠球裝置有效運(yùn)行，保持凝器冷

8、端的 高效性。4.2 節(jié)電比較 改造前循泵只有一臺(tái)是高低速模式，冬季機(jī)組運(yùn)行折中 方式是采用一高一低循泵運(yùn)行，這樣較雙低速運(yùn)行方式每天 將多耗電：1100*24=26400 ( kWh)。以一年冬季 4個(gè)月計(jì)算： 2.64*30*4=316.8 (萬(wàn) kWh)。4.3 總投資及回收期 按照上述改造方案，總投資僅需要 30 萬(wàn)元。以一年冬 季4個(gè)月計(jì)算，節(jié)約的電量按廠用電價(jià)格0.3元/kWh計(jì)算:316.8*0.3=95.4 (萬(wàn)元) 。5 結(jié)論 循泵增改一臺(tái)高低速電機(jī)，運(yùn)行調(diào)整方式靈活多樣，使 得機(jī)組能夠在更接近最佳真空狀態(tài)下運(yùn)行，投入改造資金少， 降低廠用電明顯，同時(shí)還帶來(lái)凝汽器鋼管減少結(jié)垢帶來(lái)的效 益。不足一