火电厂闭式水泵的永磁调速器节能改造分析

王晓波（江苏徐矿综合利用发电有限公司，江苏 徐州 221004）

火电厂闭式水泵的永磁调速器节能改造分析

王晓波
（江苏徐矿综合利用发电有限公司，江苏 徐州 221004）

永磁调速器为磁力非接触性的软联接，它具有高效节能、高可靠性、可在恶劣环境下应用、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点，是风机及泵类设备节能技术改造的首选。徐矿电厂分别对每台机组的一台闭式水泵进了永磁调速器的改造。改造后电机电流下降明显，节电率较高。

永磁调速；闭式水泵；节能；改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.059

0　引言

江苏徐矿综合利用发电厂（简称徐矿电厂）为2台330MW循环流化床机组。每台机组为辅机配备了2台闭式水泵以提高冷却水，正常运行时，一运一备。但由于系统的设计冗余要求，加上水泵的运行流量需求随机组负荷和季节气温的变化而变化，特别是在我厂锅炉引风机由液力耦合器调节技改为变频器调节后，导致其减少了一个重要用户，使闭式水泵具有了更大的余量空间。改造前，闭式水泵全出力运行，当水温变化时，其各用户调门开度也跟随变化，致使系统压力产生较大变化，为保证系统压力的稳定，通过调节再循环阀门的开度来控制通过各用户的水量大小。此时，闭式水泵一直满负荷运行，而其中一部分出水被再循环，导致一定程度的做功浪费。由此，为了降低厂用电率，减少发电成本，徐矿电厂通过深入调研后，对闭式水泵进行了加装永磁调速器的技术改造。

1　永磁调速器系统构成与工作原理

永磁驱动技术是采用永磁调速器替代原有的联轴器，把原来的硬联接改为磁力非接触性的软联接。它具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩、可在恶劣环境下应用、极大减少整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点。尤其是其不产生高次谐波，且在低速运行下不造成电机发热的优良调速特性更使其成为风机及泵类设备节能技术改造的首选。

永磁调速器是透过气隙传递转矩的传动设备。电机与负载设备转轴之间无需机械连结，电机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁盘中产生涡电流，该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。其主要由四个部件组成：内转子（与负载轴连接的永磁体盘）、外转子（与电机轴连接导磁体盘）、执行机构（调整磁盘与导磁盘之间耦合面积的机构）、转轴连接壳与紧缩盘（紧缩盘装置与电机及负载轴之间的连结）。

2　改造方案

永磁调速驱动器是纯机械装置，只需在改造时，根据设备尺寸，重新建造基础，将闭式水泵电机后移，使永磁调速器有足够空间安装在电动机和水泵之间；从6KV厂用电系统中引接电源，用以驱动电动执行机构和永磁调速器水冷系统的水泵电机；铺设信号电缆，增加控制系统组态，以便对永磁调速器系统进行检测和闭环控制。

改造后，永磁调速器可直接由中央控制系统进行远程遥控。整个控制系统为全自动，但当自动系统故障时，也可通过执行器手动调节气隙。其控制流程为：正常运行时，闭式水泵出口阀全开，测量闭式冷却水系统的压力，将此压力反馈给加装的电动执行机构，通过执行机构调节永磁体和铜导体之间的气隙来调节水泵转速，从而达到控制闭式水泵流量的目的。

3　节能估算

徐矿电厂闭式水泵永磁调速改造前后，运行参数如表1所示。

按照四种工况电流平均值25A，设备年运行时间300天进行计算。年节约电功率为△P= 155×24×300=1116000KWh，按照每度电0.385元计算，年节约费用为43万元。

徐矿电厂每台机组永磁调速装置总投入58.6万元，由上述估算可知，改造费用回收期限1.5年左右；改造后节电率在40%左右。并且由于电机运行电流的下降，电机定子线圈温度大幅度下降，提高了设备使用寿命和可靠性。

表1　闭式水泵改造前、后运行工况

4　结语

徐矿电厂两台闭式水泵自改造投用以来运行稳定，节能效果明显，基本达到了改造初期预定的节能目标。只是在投运初期，#1机组的调速装置调节范围未能满足闭式水泵满出力的要求，且运行时，永磁调速装置的导体盘温度偏高（最高时达103℃），但通过厂家的调整以及为调速装置更换较大的散热片，问题得到了可靠的解决。

［1］赵克中.磁力驱动技术与设备［M］.北京：化学工业出版社，2003：25-28.

［2］翟德双.永磁调速器在凝结水泵上的节能改造运用［J］.中国电力，2012（07）.

［3］何秀民，王峰.永磁调速器在锅炉引风机改造上的应用分析［J］.煤炭科技，2012（03）.

王晓波（1985-），男，江苏徐州人，工程硕士，助理工程师，主要从事火力发电运行工作。