大型火力发电厂增压风机电动机的节能改造*

李光耀， 潘利华， 兰秀蔚

(1.上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海 200063;2.上海电机集团梅山电机维修有限公司，上海 200070;3.江苏利港电力有限公司，江苏无锡 214444)

0 引言

某发电厂，总装机容量4 000 MW，其中有4台 600 MW 机组，2台 350 MW 机组，2台375 MW机组;其中一套600 MW机组的锅炉排烟管道脱硫系统使用2台增压风机电动机，型号:YKK800－12，2 000 kW，6 kV。当机组负荷变化时，靠调节挡板开度来调节风量，当负荷为600 MW时，挡板开度约40%，当负荷为300 MW时，挡板开度约20%，电动机存在“大马拉小车”的现象，电能浪费严重。

1 电动机节能改造方案的设计与实施

1.1 改造方案的确定

由于电动机的输出功率等于风机的轴功率，风机的轴功率近似与转速的3次方成正比，在电动机转速不变或变化不大的情况下，调节定子电流的大小或更换一台小功率的电动机，电动机所消耗的输入功率变化不大，因此需考虑如何降低电动机的输入功率。

由于电动机基本为恒速运行，不需要使用变频器;把电动机的极数由12极改为16极，同步转速可由500 r/min降低到375 r/min，风机风量减少25%，能满足系统的要求，而风机所需轴功率由2 000 kW下降到844 kW，减少57%，节能效果显著。因此，需要考虑如何降低电动机的转速，同时又能满足风机的风量、风压的要求。

将 YKK800 －12，2 000 kW，6 kV 改为YKK800－12/16，2 000 kW/844 kW，6 kV 双速电动机，更换定子绕组，同时，由于电动机的转速降低使电动机自带外风扇的风量降低，影响了电动机的通风散热效果，为了保证电动机温升不超过80 K，冷却方式由IC611改为IC616，更换冷却顶罩，总费用约20万;电动机功率由2 000 kW降低到844 kW，按每h节电1 156 kWh，每天运行24 h，每度电按0.30元计算，则运行1 d可节电:1 156×24×0.30=8 323元，约需1个月收回改造成本。

从以上分析确定，电动机改极节能方案可行。

1.2 电动机电磁性能计算及分析

(1)首先根据定转子铁心、绕组的实测数据，进行YKK800－12，2 000 kW，6 kV的方案核算。

(2)在定转子铁心数据不变的情况下，选择合适的绕组匝数、节距、并联路数、接法，进行YKK800－16，844 kW，6 kV 的方案计算，在保证性能的情况下，同时兼顾 YKK800－12，2 000 kW，6 kV的性能。

1.3 电动机绕组变极接线方案

(1)12极:每极每相槽数q=108/(3×12)=3，并联路数为2路，Y接。

(2)16极:每极每相槽数q=108/(3×16)=21/4，为3，2，2，2 循环，并联路数为 1 路，△接。

(3)为保证12极/16极两种极数的顺利切换，并在每种极数下运行时其三相磁势对称，必须引出27个线圈出线头，引至变极接线箱内，通过铜连接片来实现变极。

1.4 改造实施工艺流程

改造实施工艺流程如图1所示。

图1 改造实施工艺流程

2 改造后的电动机节能效果分析

增压风机电动机变极改造后，在机组不同负荷的情况下，分别对2台电动机在2台12极运行、1台12极1台16极运行、2台16极运行下的电流、输入功率、挡板开度进行比较。比较结果如表1～表3所示。

表1 机组负荷约300 MW时

表2 机组负荷约450 MW时

通过上述数据对比可看出，在不同负荷下，电动机变极后的运行比原来高转速运行都有明显的节能效果;在600 MW工况时，2台16极运行比2台12极运行每 h节电1 153 kWh，节电率约41%。

表3 机组负荷约600 MW时

3 结语

该增压风机电动机的节能改造案例对类似工况下电动机“大马拉小车”的改造，具有普遍性的示范意义。

［1］韩盛林.循环水泵电动机的双速改造［J］.水利电力机械，2001(2):36-37.

［2］许实章.电机学(下册)［M］.北京:机械工业出版社，1981.