循环水泵电机双速节能改造分析

LoWCARB0NWoRLD2ol5，4论述循环水泵电机双速节能改造分析柯铭(汕头市伟信安全生产技术服务有限公司，广东汕头515041)【摘要】随着变极调速技术的迅速发展，变极调速技术在电机的节能改造中已广泛应用。节能是提高电力企业能源利用效率的重要途径。通过对循环单速水泵电机进行双变速转换项目的研究，对循环水泵双速节能技术及其它进行分析，作为同类型设备改造借鉴和参考。【关键词】变极调速；节能改造；循环水泵；电机【中图分类号]TM621【文献标识码】A【文章编号12095—2066(2015】11-0317—02弓I舌随着国内经济持续增长，对能源的需求日益增加。“十二五”期间．全国规划燃煤火电机组开工规模预计为3亿kW．2015年火电装机容量将达到9．33亿kW。然而。国内发电机组的厂用电率偏高情况仍普遍存在，尤其在300MW火电机组及以下。目前．高电压大功率交流异步电动机在发电厂的使用广泛，受运行工况影响，经常处于低负荷状态。据统计，厂用电占8～l0％的机组发电容量．约5O％以上厂用电都用在循环水泵和给水泵等大功率电机设备上。循环水泵在电厂的耗电量仅次于给水泵，部分电厂采用的循环水泵为单速电机．运行模式单一，没有安装变频调节．循环水流量不能根据操作条件进行调整，设备的工作效率低，造成了明显的电量浪费。因此．发电企业对循环水泵电机进行双速改造．在300MW装机容量及以下的机组上已经有过众多改造案例．甚至600MW装机容量火力单元机组亦开展尝试本文重点阐述电机节能选用高低速改造方式．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。综合改造费用、维护保养及运行情况均具有相对的优越性。1电机调速原理和技术改造可行性的理论分析1．1电机的调速方式异步电动机的转速方式：N=60f(1-s)／p(1)式中：f_频率；s一转速差；p-极对数。通过改变这三个参数可以有效的对电机进行调速控制：电机供电电源频率改变：电动机的极对数改变：电动机的转差率改变：变频调速是通过控制电力变频器改变供电电动机的电源频率；内馈斩波调速方式是通过改变电动机的转速差。变极调速的调速方式是改变电动机的极对数。变频调速和内馈斩波都是无极调速，而变极调速是高效有极调速方式。1．2技术改造可行性的理论分析以广东省某300MW火电机组为例．循环水泵配套电机额定功率1700kW，电压6kV。额定电流200A。受机组设计限制，夏季负荷高峰时单台循环水泵流量不足以完成工作．采用两个循环水泵冷却水量偏多；受电网调度影响，机组较少时间处于高负荷运行且环境温度较高．机组的循环水量不能根据运行工况进行转速调整．必须同时开启两台单速循环水泵．但水量过大．上述情况均造成电能浪费严重，设备效率偏低，使电厂厂用电偏高。此外．改变循环水泵经济运行模式也对电厂运行带来不利影响，如图l所示。HQ-H)-Q#QQv图1流量与扬程示意图对循环水泵的流量通过调整台数来调整的原则，这是通常在并联运行时Q和H(即，流量和扬程为设计值)，A点一个单泵并联运行的工作点，效率为A，与最高频率点相对应。当单泵运行时，运行到B点，流量值增加Q一Q，但效率降低<*。这是因为，当流量减少，减少冷却水系统的阻力损失，降低泵的扬程要求。对泵台数进行调整，保持各泵的性能曲线不变，减少扬程，使每台泵的流量增大，工作点的方向向高流动运动，效率越来越低。要想解决这个问题，应在冷却水系统阻力减少时．减少泵的扬程．从而调节流量的值可以在较高的范围。在相同环境温度的条件下。循环水泵的操作模式基本相同．不需要连续调节循环水泵的速度．考虑到循环水泵是相对固定。改造成本等。综合考虑．采用变极调速为循环水泵调节电机(即双速调速方式)1．3双速调速电机的基本原理异步电动机的转速方式如式(1)所示。由于大多数异步电机在正常运行时的转差率S是很小的，电机的转速n=iq。(1一s)取决于同步转速n，。从131=60f／p可知，在电源频率f变化的情况下，改变定子绕组极对数P．将使n．产生变化。异步电动机的同步转速和极对数反比关系，极对数增加一倍，相应的转速n。将减少一倍，电机额定转速n也会相应下降，通过改变极对数的值来改变电机的转速。通过改变电动机定子绕组的接线方式来调节异步电动机的变速．改变磁极对数，使单绕组可以调节电机的转速。电动机可以调节高、低转速，通过下面的线路切换来改变电机线圈的绕组连接方式，实现电动机双速调节：(1)安放两个共有的绕组(极对数不同)在定子槽内，由外三部开关控制电路来改变电动机定子绕组连接方式来实现变极：6(2)安放两个独立的绕组(极对数不同)在定子槽内；薯(3)把两个独立的绕组(极对数不同)安放在定子槽内，每≥个绕组接线方式可以不同，极对数就不同。异步电动机的变速控制方法是有极的，没有办法平滑调速．只适用于鼠笼式