为了节能降耗,将原循环水泵电机改为双速电机。改造投用后,不但使运行维护量少,而且节能效果明显。
1 改造前的运行情况
本厂六期共安装有2台330 MW 机组。汽轮机型号为N330-16.67/538/538,两台机组配置有4台50%容量的循环水泵(编号分别为31号、32号、33号、34号),型号为PHZ1600-1100型,流量为23 400 m /h,扬程16 m。配套高压电机型号YL1800-16/1730-1,功率1 800 kW,电压6 000V,转速371 r/min。2台330 MW 机组的循环水系统采用母管制运行方式。
在实际运行中,不同负荷、不同季节的凝汽器供水量只有依靠增减循环水泵的台数来调节。在春、秋季节及冬季高负荷工况下会出现2台循泵供给2台机组的冷却水量嫌少,3台循泵机组供给的冷却水量又偏多的局面。为了实现机组节能降耗的目标,将循环水泵电机由单一转速改为由双速电机驱动,在四季水温及负荷工况变化时,通过改变循泵电机转速和几台循环水泵不同转速组合的运行方式,从而,大幅度降低循泵耗电量成为技术人员急需解决的一大课题。
2 循泵电机改造的可行性
由循泵的性能曲线来看,在较小范围内改变循泵的转速,循泵的效率近似不变,而流量(Q)、扬程( )、功率(P)与转速则相应近似成一次方、二次方、三次方关系下降,从理论上可以做到改变较少的转速,降低较大幅度的功率值,而流量、扬程下降幅度较少,从而实现节能降耗的目的。假设16极时流量为Q1,扬程H1,功率为P1,改18极后流量为0.888Q1,扬程0.789H1,功率为0.7P1。
将高转速电机改低转速,转子圆周速度降低,轴承发热会得到改善。虽然电机因转速降低而通风条件变坏,但因定子电流减小,定子铜耗也会明显减小,发热量减小,所以不会造成电机整体温度的升高。
本厂6期循环水泵所采用的电机型号为YL1800-16/1730-1,功率1800 kW,电压6000V,转速371 r/min,极数为16极,电机定子槽数为108槽、转子槽数为132槽,双鼠笼结构。首先,确定在不更换定子铁芯的前提下,将同一绕组经改变其组合而得到16极及18极两种不同的极数:另外,为防止因转换为18极时电机产生异常的振动及噪声,对定转子槽数进行了核算,以满足变极的要求。
3 循泵电机改造的方法
项目中,对32号循泵电机进行改造。
(1)对电机的相关参数进行核算,将循环水泵电动机由原单一转速即16极371 r/min,改为可通过改变外部接线端子而实现的l 8极333 r/min和l6极37l r/min两种转速。
(2)电动机保证在两种转速下,当电源电压在5.6-6.6 kV 之间变化时,输出功率仍能维持在相对应的额定值。
(3)改造后的电机允许全压起动,最低起动电压不低于70%额定电压,能够带负荷直接启动。电动机绕组F级绝缘,各部温升按B级考核。电动机允许在冷态下连续启动二次,热态下启动一次。
(4)电机在两种转速下三相磁场对称,振动值不大于0.05 mm。
(5)改造后的电动机,在原转速(37l r/min)运行时,电机整体机械性能和电气特性与改造前相同。电机的绕组在两种转速情况下均有较高的分布系数,具有良好的运行性能,不应有异常的电磁噪声,温度及振动符合上述标准。