火电厂凝结水泵永磁调速器节能改造分析

2018-08-23李智福

中国设备工程 2018年16期

李智福＊

（福建省鸿山热电有限责任公司发电部，福建福州 350001）

鸿电2A、2B凝泵变频在35～40Hz之间振动大，凝泵变频实际未起作用，大大影响了凝泵设计变频控制的节能降耗作用。还有一重要原因是鸿电立式凝结水泵电机（一用一备）目前采用的是变频器（一拖二）方式进行调速节能控制，变频器为一拖二的模式，变频全年处于工作状态，这就加速了变频器的老化速度，增加了变频器的维护量和维护费用。因此鸿电为了降低厂用电，降低维护成本，深入调研决定对2A凝结水泵加装永磁调速器改造。

1 设备概况（如表1）

表1

2 永磁调速器的工作原理

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）。

3 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，将凝结水泵电机上移，使永磁调速器有足够空间安装在电动机和水泵之间。在2A凝结水泵电机与泵之间安装了永磁涡流柔性传动调速装置一套以及加装控制执行器一套。通过逻辑控制器PLC将参数调节信号通过PID调节，变成4～20mA信号驱动执行机构，推动永磁调速装置的气隙调节动作，实现调速功能。不仅能起到与变频器一样的节能效果，同时可减少泵体与电机间的振动传递，有效降低系统的谐振，增加系统部件的使用寿命，减少维护成本及周期。改造图如图1、2。

图1

图2

4 改造后优点

出力：2A凝泵永磁传动改造后，输出的最高转速由额定的1480r/min降至现在的1376r/min，仅能达到电机转速的93%，最高出力有所下降，原因主要为传动机构滑差导致，且永磁调节的响应速度会略低于变频控制。

安全：第一，永磁传动改造后，在振动水平上大幅度优于变频，有利于凝泵全工况调节，从设备运行的安全可靠性而言，永磁传动是优于变频控制的。第二，方便运行人员进行切换，保证凝结水精处理安全。

节能：2A凝泵永磁传动改造后，在90%以下凝泵容量工况下的运行耗能是高于变频的，且永磁传动还配置了两台380V 5.5kW的冷却水增压泵。在90%容量以上时，最多与变频耗能持平。数据统计见表2、3。

表2 相同负荷工况下的耗电量对比图

5 改造后存在的问题

2A凝泵出现的问题。

（1）2A凝泵投运后，运行发现其电机上轴承温度达68℃，导致凝泵故障报警一直存在，而该点温度达到80℃将会造成凝泵跳闸。查看湘潭电机厂的凝泵电机说明书，发现厂家建议的轴承报警温度是85℃、跳闸温度95℃。因此暂时将2A凝泵电机轴承报警温度更改为70℃，但该点温度确实较改造前升高较多，运行与检修人员必须多加监视与关注。

表3 振动对比图

（2）2A凝泵转速在1190转左右时，在永磁传动执行器输出81%左右无变化时，会出现转速突降70转左右、电流突降12A左右、泵出力流量突降100t左右的情况。在转速1300转左右时，在永磁传动执行器输出95%左右无变化时，会出现转速突升45转左右、电流突升12A左右、泵出力流量突升100t左右的现象。厂家给出的解释是：泵转速在达到此两个临界点时，磁场强度会出现突变，需要更换更大容量的永磁传动机构。

（3）2A凝泵投运后，永磁装置冷却水泵水源取自闭式水，回水至闭式水。由于冷却水泵间断运行，瞬间会造成闭式水箱水位溢流，造成除盐水浪费，需要对闭式水箱补水定值进行修改。

（4）2A凝泵永磁由于属于立式泵，长期运行永磁泵噪音会变大，水平方向振动变大。由于立式泵目前厂家也没有根治的办法，只能进行深度维护。