循环泵双速改造节能效果对比与分析

郭玉珑 蔡勇

摘要：本文介绍某热力发电厂配备的循环水泵采用定速运行方式，循环水量无法调节。后对循环泵电机进行双速改造，改造后对其进行效率试验，通过试验對比及分析，结果表明循环泵电机双速改造具有投资小、见效快、可靠性高、节能效果显著等特点。

关键词：循环泵；双速改造；对比与分析

1概述

某热力发电厂总装机容量为4×200MW，每台机组配备2台长沙水泵厂生产的XJ48-18型循环水泵，该泵额定流量为17532t/h，扬程为16.9m，转速为370r/min，所配电机为湘潭电机厂生产的Y1250-16/1730型电动机，额定电流为160A。循环泵出口门采用电动蝶阀，只有全开全关两个位置，冷却水流量的调节方式仅限于：调节1、2号机与3、4号机之间循环水进回水联通门、增减运行泵台数两种方式。由于该厂所处地理环境的影响，冬夏两季温差大、负荷峰谷差比较明显。在冬季及春、秋季低负荷时，开一台循环泵流量过剩，在高负荷时，开一台循环泵流量不够，开两台循环泵的流量又有富裕，浪费大量电能，增加了发电成本。因此，选择合理方式对循环泵进行节能改造成为当务之急。

2改造目的及方法

随着异步电动机变极调速技术的进一步发展，配以改变电机极对数的变极调速电机是最理想的循环泵调节方式。循环泵电机双速改造就是改变鼠笼式电动机定子绕组的接线方式来改变电动机定子极对数达到调速目的。鼠笼式电动机转子的极对数能自动地随着定子极对数的改变而改变，使定、转子磁场的极对数总是相等而产生平均电磁转矩，从而改变了异步电动机的转速。

循环泵配用双速电机驱动，可增加循环水量的灵活性，满足不同季节的供水需要，避免运行泵工作点的严重偏移，提高泵的运行效率。

鉴于循环泵电机双速改造具有投资少、回收快、可靠性高、节电效果显著等特点，该厂对3、4号机组各一台循环泵电机进行了高低速改造（分别为5、7号循环泵），电机转速由原370r/min一个转速改为370r/min和330r/min高低两个转速。高、低速的切换时通过改变装在电机外壳上的变极接线板连接方式来实现（变极工作如不计停、送电操作和安全措施仅需20分钟左右）。

3改造效果及分析

由离心泵相似定律知，在不大范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变。改造完成后，分别对两台泵进行效率试验，以7号机试验为例，计算结果如下：

改造后节能效果涉及流量变化对机组运行经济性的影响和泵本身耗功的变化两部分。循环水流量对于机组经济性的影响体现在通过对机组的真空影响进而引起机组负荷的变化。但随着汽机排汽绝对压力降低到接近6kpa后，真空变化对负荷的影响迅速变小，接近4.3kpa时真空再继续提高就不会产生正效益。

在不考虑真空变化时.7号循环泵改造后，在阀门全开时，高速下电机功率为1256 kW，低速下电机功率为920kW。在满足凝汽器供水要求及最佳真空的条件下，循环泵低速运行出口碟阀全开的状态下，电机功率可减少336kW。每天每台机组一台低速循环泵运行的情况下日节省电量0.8万kWh，按上网电价0.25元/度计算，日增收资金2017元。每年按低速运行6个月计算，增收363128元。

若考虑真空变化，由200MW机组热力试验的结果可知：真空度每降低l%，供电煤耗增加3.75g/kWh；标煤单价200元（随市场变化而变化）；凝汽器真空下降而增加的煤耗合人民币：3.75x△PxNx200（元/小时），式中△P表示凝汽器真空的变化量：N表示机组出力。只有真空下降而增加的煤耗合人民币小于等于循环泵低速运行节约厂用电量合人民币时，低速循环泵运行才是合理的、经济的。

根据真空下降而增加的煤耗合人民币小于等于循环泵低速运行节约厂用电量合人民币；在不同时段、不同负荷下计算出循环泵低速运行后真空下降值与实际下降数值进行比较。然后决定是否保持低速方式运行。

下表为改造后具体运行方式：

4结论

采用双速循环泵，提高了机组用水调节的灵活性，除了原来的单机单泵、单机双泵、两机三泵的运行方式外（全是高速），又增加了单机低速、双机高低速并联等运行方式，丰富了循环水流量的调解方法，为循环水系统的节能降耗提供了手段。

电机双速改造属于较为成熟的项目，具有技术先进、运行可靠及安装改造方便等优点。合理安排改造后的运行方式，能够取得显著的经济效益。

作者简介：

郭玉珑（1980-），男，汉，高级工程师，主要从事火力发电厂热力试验、技术监督及基建调试工作。新疆电力建设调试所有限责任公司。

蔡勇（1979-），男，汉，助理工程师。生技部节能专工。华电新疆发电有限公司昌吉热电厂。