1000MW机组循环水系统的节能改造

1、1000MW 机组循环水系统的节能改造摘 要：循环水泵是火力发电厂中主要的辅机之一，在1000MW机组其所占厂用电率约 0.7% 0.8%,如何降低 循环水系统在机组低负荷下的能耗水平，成为一个重要的研 究课题， 本文就某厂 1000MW 机组循泵的定速改为双速的改 造方案和运行调整方法进行说明，阐述循环水系统循泵改双 速的可行性，为循环水系统冷却水量的优化调节运行提供可 借鉴的依据。关键词：循环水系统；双速电机；运行调整0 引言 最有利真空亦称最佳真空就是指由于凝器真空的提高， 使汽轮机功率增加与循环水泵多耗的电量之差为最大时的 真空。目前，凝汽器真空主要依靠调节冷却水流量来控制， 根据循环

2、水泵流量 Q、扬程H、轴功率N与转速n的关系：Q1/Q2=n1/n2，H1/H2= (n1/n2)2，N1/N2= (n1/n2)3,速 度 n 的三次方与轴功率 N 成正比，在 n 降低不大的情况下， 轴功率大幅降低,而对扬程影响次之,对流量影响最小。只 要改变一下转速,即可达到所求的冷却水参数。而达到变速 的方法较多各有利弊。因冷却水量变化并没有要求无极变速 的必要。往往是夏季、秋季之差最多增加春秋季一档既能满 足电厂实际运行需要。因此，配以改变电机极对数的变极调 速电机是理想的。因它运行可靠、效率高、不多占场地、造 价低，且易于改造现有电机为双速电机。1 改造前现状某 1000MW 机组

3、配置三台 2200HDC-29 循泵，其中甲循 泵为双速电机， 乙、丙循泵为定速电机。 设计工况两运一备， 凝器采用双背压运行。投产以来夏季高温高负荷工况下，两 台高速运行；冬季高负荷工况下，单台高速运行时循环水量 不足，使得两凝器背压偏差加大，凝器水位控制困难，同时 凝器胶球清洗效果因循环水流速下降而变差，造成凝器结垢 严重，使得冷端效率下降。一般采用一高一低循泵运行，而 采用一高一低循泵运行在冬季水温较低时凝器真空将超过 机组最佳经济真空，造成循泵电耗过大经济性下降。这就无 法保证机组的长期经济性稳定运行，而且一直以来缺乏合理 的控制和调节手段，无法实现循环泵的功耗跟随机组负荷调 整。为了

4、降低厂用电率，通过循泵运行方式的调整，使得经 济效益最大化。采用将丙循泵再改造为高低速模式，这样在 冬季工况下双低速运行，既可以保证凝器背压在经济工况下 运行，又保证凝器胶球清洗效果，同时降低降低厂用电率， 给公司创造可观的效益。2 电机改造方案( 1)在不改变转子、定子铁芯、机壳等部件，只更换 定子绕组的前提下，将电机改造为 16P/18P 双速电动机并仍 拖动原循环水泵，改造后的电机功率在 16P 运行时仍能达到 3400KW,改接18P运行时，功率应达到 2300KW以上。(2)改造后电机绝缘等级为 F级(温升按B级考核)， 接线端子为瓷瓶接线柱方式，截面积和强度满足 40KA 短路 冲

5、击电流而不损坏。( 3)手工停机切换：在电机停转不带电情况下，在一 只置于电机机壳适当位置的改极接线盒内，用手工改接连接 片，即可换成另一种转速。 电机的原所有出线盒保持原位置， 新做一改极出线盒，新出线盒应保证连接片安全净距，各导 电部件安全可靠，高低速切换时只需改变内部接线端子上的 连接片，端子连接片截面不小于 100mm2 ，端子接线图制作 在不锈钢牌上，并固定在接线盒内侧。( 4)定子绕组连接方式：电机进行双速节能改造，对 定子绕组采用的是变极前、 后都是 60相带的换相法变极方 式。切换电机转速时，在改极箱内手工改接连接片，即可换 成另一种转速。在改造成双速电机后，对定子绕组以原 1

6、6P 为基本极，在18P转速时，输出功率仍能满足拖动原循环水 泵的要求，且电机的温升、振动、噪声及其它低电压自起动 性能、空载下的超速性能、热态下承受过电流性能也均能符 合国家相关标准的规定值。（ 5）利用原定速泵的断路器及电缆，无需另外增加新 断路器及电缆，节约投资的同时减少改造工作量。（6）定子线圈全部更换，采用F级SBEMB/155,聚酰亚胺薄膜绕包双玻璃丝包扁铜线，按图纸绕制成梭形后，在 专用设备上拉型、整形，线圈绕制后，外包脱模带，在模具 上胶化，温度180土 5C,半小时。3 运行调整 该公司所处苏北沿海地区，春秋季节时间相对较短（约2 个月），基本上冬季（约 4 个月）一结束，就

7、进入夏季。较 佳循泵运行方式是冬季双低速夏季双高速运行，春秋为一高 一低运行方式。由于改造后的循环水泵采用高低速泵共用一 断路器、电缆，故在秋冬交接需要调整为双低速运行时，要 将该电机手工更改连接片同时对断路器的保护进行相应更 改，使其能够在低速状态运行，而在春夏交接时进行相反操 作即可。4 经济分析比较4.1 效率比较 一高一低循泵运行与双低速循泵运行。因高速循泵扬程 与低速循泵扬程不同，使得低速循泵与高速循泵组合运行时 效率下降。循泵高速运行电流 417A低速运行电流311A，因此循泵 双低速运行较循泵一高一低运行方式至少可以降低55A，同 时保证凝器经济真空及胶球装置有效运行，保持凝器冷

8、端的 高效性。4.2 节电比较 改造前循泵只有一台是高低速模式，冬季机组运行折中 方式是采用一高一低循泵运行，这样较双低速运行方式每天 将多耗电：1100*24=26400 ( kWh)。以一年冬季 4个月计算： 2.64*30*4=316.8 (万 kWh)。4.3 总投资及回收期 按照上述改造方案，总投资仅需要 30 万元。以一年冬 季4个月计算，节约的电量按厂用电价格0.3元/kWh计算:316.8*0.3=95.4 (万元) 。5 结论 循泵增改一台高低速电机，运行调整方式灵活多样，使 得机组能够在更接近最佳真空状态下运行，投入改造资金少， 降低厂用电明显，同时还带来凝汽器钢管减少结垢带来的效 益。不足一