双速电机在发电厂循环泵上的应用

电力18讯：    作者：李凤鸣　

摘要：本文着重介绍发电厂循环泵电机双速改造在发电厂的应用情况，对其节电情况进行对比，结果表明：对循环泵双速改造具有投资小、见效快等特点。
关键词：循环泵   变速    改造
     阳光发电有限责任公司总装机容量4×300MW机组，每组机动配置两台循环泵，其出口节门采用蝶阀，只有全开全关两个位置，冷却水流量的调节采用开泵台数进行控制，由于季节温差大，日常出现开一台流量不够，开两台流量过大的情况，既浪费大量电能又浪费水资源，致使厂用电率高，发电煤耗高，发电成本高，选择合适的调速方式对循环水泵进行节能改造成为当务之急，我公司对2＃发电机循环泵电机进行了变速改造。
阳光发电有限责任公司发电机组采用闭式循环水系统，电厂补给水源为娘子关泉水，经化学弱酸阳离子交换器处理后，即每台机配一座冷却塔，一条压力循环水管，一条双孔自流水沟和两台循环水管，在正常运行工况，每台机运行两台循环泵。就目前电厂情况，一台水量少、两台水量多的情况长期存在，而出口阀门又不可调，机组冬季全天、春季的的后夜及低负荷工况时，开一台循环泵就可满足运行需要，循环水泵运行时间按每年平均180天计算，双台循环水泵运行时间150天。循环水泵工作在满负荷时，其电机工作电流为195A。通过改造既可以降低电动机的功耗，电机的工作电流降低为135A,又可达到最有利真空的控制目的，从而达到了既保证和改善运行工况，又可达到节能降耗的目的和效果。
    1　双速电机应用原理
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，其性能近似关系为：
       Q1/Q2=n1/n2
       H1/H2=(n1/n2)2
P1/p2=(n1/n2)3
上式中，Q1、 Q2、 n1、 n2、 H1、 H2、 P1、 p2分别表示n1和 n2下泵的流量、扬程和功率。
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，收到显著的效果。
    2　电动机改造方法
我公司循环泵电机原为 2Y 接法，为16极，定子144槽，根据原电机定子槽数限制，该电机在18极情况下，绕组的每极每相槽数q=144/（18×3）＝8/3，从绕组理论得知：只要"每极每相槽数 q"的分母为3或3的倍数，可能得到不对称的三相绕组。即：144槽、18极、电机三相绕组电磁上不对称，电磁的不对称，必定导致电机运行电磁振动严重。该电机在20极情况下，绕组的每极每相槽数q=144/(20×3)＝12/5，绕组三相对称。16极变成20极，可以采用"600/600"相带绕组或者"600/1200"相带绕组两种方案，虽然"600/1200"变极，绕组接线简单，"600/600"变极，绕组接线复杂，需要的开关量大，但是该种变极调速的电气性能好，因此我们还是选用"600/600"变极。
对2Y接法的循环泵电机，可在原有线圈的基础上，将线圈的连接方法2Y改成2Y/  接法的双速电动机，能满足循环泵在冬天低速运行，夏天高速运行的要求，以达到节能的目的。由原16极改为20极。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）。
使用换相法，将16极改为20极，为节约成本方便现场改造，不动原线槽，只是把绕组接线重新排列，用极板27接头来变速；端部引线包扎，（小过桥用5444－1(F极)云母包8层，外加一层玻璃丝带，大过桥用5444－1云母包10层）。连线部位采用高银焊条，搭接部分长度10mm－15mm,引线用F极橡皮线25mm2和50 mm2连线拄采用环氧接线柱。端部过桥采用Ф5涤玻璃绳绑扎，引线部分用Ф121玻璃绳绑扎固定，用耐压25000V以上绝缘漆对端部进行绝缘处理，进行24小时烘干。
    3　循环水泵应用双速电机驱动的经济性分析
（1）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冬季3个月和春秋5个月采用单泵运行，炎热季节的两个月采用双泵运行(全年共运行10个月，7200小时)。循环泵应用双速改造后（以下简称双速泵），在冬季、春季和秋季的6.5个月采用双泵高、低速配合运行。
（2）改造后节能分析
循环泵电机改造后，每台运行电流减少50 A ，则节P=1.732*6*50*0.866=427KW
日节省电量：427×24＝10248KW
日节省费用（按上网电价0.22元、/度计算）
0.22×10248＝2254.56元
每年节省费用2254.56×195＝439639元。
    经过对比发现我公司循环泵异步电动机，由原16极改为20极后，循环泵可以利采用转速差不大的相邻磁极对数的双速电机驱动，根据各季节气<