双速改造在兰溪发电厂循环水泵节能上的应用

1、双速改造在兰溪发电厂循环水泵节能上的应用摘要:本文针对兰溪电厂单元机组间循环水泵电机双速运行改造后,对其节电原理和改造方法进行探讨，并对其节电效果进行分析。关键词:循环水泵电机双速浙江浙能兰溪发电有限责任公司总装机容量为4W00MW,循环水系统分为2个独立的单元系统，每两台机配备四台循环水泵(88LKXA-25.4)。冬季及春秋采用两泵供两机方式，夏季采用三泵供两机方式。虽然可以通过改变循泵运行台数进行工况调节，但可调工况点少,在满足负荷情况下还有富裕的水量和能头，造成电能浪费。因此选择合适的调速方式对循环水泵进行节能改造显得十分必要。1双速电机的节能原理和改造方法泵类负载调速节能原理图，由离

2、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。随着异步电动机变极调速技术的进一步发展，研制改进了低速高效双速电机，循环水泵电机进行双速改造可增加循环水量的灵活性，避免运行泵工作点的严重偏移，提高泵的运行效率。2双速电机下循环水泵不同方式下各运行工况点分析2.1两机两低速泵分析确定现运行泵组工况点电厂春冬秋三季两泵两机并联运行，八台循泵性能相同，为简化计算，认为#1、#2机循环水管路近似相同。并假定额定真空（95/96kPa）为最佳真空。我们知道泵的扬程定义为，每单位重量的流体经过泵所获的的总能，那么从吸入液面到泵出口，单位重量循环水获得的总能由泵来提供则有：H=p/丫+v2/2g

3、其中:p为泵出口压力，为水的比容重（9807N/m2）,v为泵出口管道流速,g重力加速度。循泵出口管路半径为1.1m,那么v=Q/A=0.263Q,Q为循泵流量。查得2009年11月9日15时数据，循环水平均进水温度216C,出水平均温度34.65C，平均真空95.4kPa负荷602MW,循泵出口压力0.204MPa。带入上式即得到：H=20.801+0.003528Q2又由循泵370r/min时循泵性能曲线,可以得到泵的工况点:H=21.41m,Q=13.15m3/s。确定管路特性曲线要确定循泵降速运行后工况点，必须确定管路性能曲线，管道阻力特性曲线:H二Hst+SQ2(1)由冷水塔运行高度

4、15.1m知静扬程Hst为15.1m,S为管路的阻抗,确定S值即可得到管路性能曲线。由循泵管组额定运行工况点(H=21.41m,Q=13.15m3/s)代入式(1)得到：S=(H-Hst)/Q2=0.03649则得到管路性能曲线(单机的管路):H=15.1+0.03649Q2(2)循泵降速运行后，保持最佳真空的最高进水温计算循环水吸热量为：Qx=Qc(hw2-hw1)循环水焓升(hw2-hw1)可近似正比于温升t,则参考09年11月9日15时数据，当冬天循环水温度降到10C时，负荷600MW,若凝汽器平均要达到95.4kPa的真空，则有能量平衡：Q1(T1-T2)=Q2(T3-T4)(3)其中

5、:Q1(13.15)、Q2(10.9)分别为循环水高速泵、低速泵运行时的流量。T1(34.65)、T2(21.6)分别为循环水进水温216C、10C时的进出口温度。T3(饱和温度-端差)、T4分别为低速泵运行时的进出口温度。根据经验，端差取2C，真空95.4kPa时对于的饱和温度为34.93则由式3求得循环水进水温度T4为：T4=34.93-2-13.15(34.65-21.6)/10.977当循泵降速运行后，流量为10.9m3/s经过计算，当循环水温度高于17C时，凝汽器真空将降到95.4以下，机组效率将下降。2.2双机一高一低泵分析确定泵组工况点当#1、2机循环水管路并联运行后，其管路阻抗

6、为单机管路阻抗的1/4,则并联管路的性能曲线为：H=15.1+0.03649*0.25*Q2(4)根据厂家提供的性能曲线，一高一低循泵并联运行后，各泵的运行工况点均在稳定区域，两泵可以稳定并联运行。双机一咼一低并联运行后，保持最佳真空的最咼进水温计双机一高一低并联运行后，每台机循环水流量为总流量的一半即12.05m3/s当负荷600MW时，平均真空要达到95.4kPa则根据能量平衡式(3)得到循环水进水温度(端差取2):T4=34.93-2-13.15(34.65-21.6)/12.05185当循泵高低速并列运行后，流量为12.05m3/s经过计算，当循环水温度高于185C时，凝汽器真空将降到

7、95.4以下，机组效率将下降。2.3双机两高一低泵并联运行分析双机两高一低泵并联运行，满负荷情况下，维持95.4kpa真空的最高温度为：T4=34.93-2-13.15(34.65-21.6)/(0.5X33.2)5毛22.当循环水进水温度高于225C时，凝汽器真空将降到95.4kPa以下,机组效率下降。由厂家提高的性能曲线，低速泵在扬程26m以上进入不稳定运行区域。由于计算误差所在，双机两高一低泵并联运行时，高速泵在稳定运行区域，低速泵的扬程为25.2接近不稳定区域，实际运行如何可通过试验尝试。3循环水泵应用双速电机驱动的经济性估算循环水泵应用双速电机驱动的经济性取决于循环泵的运行方式。改造前具有代表性的运行方式为春秋和冬季两台机组采用两泵运行，炎热季节的三个月采用三泵运行，以全年共运行10个月,7200小时计算，循环水泵应用双速改造后，可以探索在冬季可采用两台泵低速运行春秋季采用一台高速一台低速运行。改造后节能分析如下。冬季三个月，如果采用两台泵低速运行，以平均运行时间1800小时来计，全厂将直接节省电量(3800-2700)1800X4=7920000kWh。春秋两个季节，如果运行方式允许，采用一台高速一台低速运行，以平均运行时间3600小时来计，将直接节省电量(3800-2700)36002=7920000kWh。综