【摘要】本文针对华润登封电厂600MW火电机组循环水泵进行高低速改造前后对运行经济性的影响进行分析、提出优化运行方案,以利电厂循环水泵更切合运行的实际需要。
1概述
华润电力登封有限公司二期600MW机组，采用N600-24.2/566/566超临界、三缸四排汽凝汽式汽轮机。两台机组配备四台88LKXC-27.5型立式斜流泵。配套电机为YKSL3400-16型，额定功率3400KW。循环水系统为闭式扩大单元式供水方式，两台机组可并列运行，循环水流量调节根据循环水进水温度，凝汽器真空情况采用增减泵的运行台数来改变。由于季节温差大，夏季需要双机四泵运行，春秋季双机三泵运行，冬季双机两台泵运行，春秋季和冬季时循环水流量偏大，当前的循泵电机转速固定，循环水流量无法调节，运行方式单一，造成设备效率偏低，浪费厂用电能。因此，有必要对循泵电机进行节能改造。
无论是变频节能还是高低速改造，在300MW的机组上已经具备很多成功的案例，600MW单元机组的企业也陆续开始尝试。目前大多数企业选用了高低速改造方式，用一套定子绕组仅改变其接线方式，不再添置任何设备，即可达到两种速度。无论对改造费用、维护保养、运行方便可靠，从目前情况来说都具有相对的优越性。
2双速电机原理
根据公式n1=60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的。
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/n2H1/H2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)3
其中Q1、Q2、H1、H2、P1、P2分别表示转速n1、n2水泵的流量、扬程和功率。
双速高压电机的原理，实际上是将两台极数不同(转速不同)的电机合在一起，制作为一台电机。即一台电机有两个定子线圈，绕在一个定子铁芯内，这两个定子线圈极数不同，均采用星形结线，线圈之间没有任何连接线，相互独立。通过改变抽头接线改变电机极对数，达到改变电机转速的目的。
3循环水泵双速节能改造的实施
3.1项目改造方案的制定与实施
采用换相变极法可以得到16/18极双速电机，由于换相后电机抽头较多，给接线造成一定麻烦，为此，需专门装配一个用于调速的接线盒，用连接片进行组合。
改造后的电机参数：
YKSL3400-16;3400KW;
高速档163400KW6000V417A371r.p.m
低速档182500KW6000V324A330r.p.m
3.2变极改造方法
电机进行将原16极绕组改为16/18极双速绕组,改造后的接线形式要求简洁,16极与18极的切换方便、可靠,切换装置美观。改极部分不能影响电机主体部分,改极数据符合国家有关制造标准,改极后不能影响原机和改极后的电机安全运行。改造时考虑好电机散热系统,使其满足低速时设备散热的要求,防止线圈绕组出现温升异常现象。设备改造后,高速运行时最高温度不超过115℃。改造后的电机运行工况满足循环水泵出力的要求。
4循环水泵双速节能改造后的经济性评估
我司二期每台机组有两台循环水泵，故我们选用每台机组的一台循环泵电机为双速电机的方案，使得每台机组装有一台双速电机。在每年冬季全天分别形成两台低速，夏季高负荷工况时选择选用二高速电机同时运行。
循环泵电机改造前级数为16级，额定功率为3400KW、转速为371r/min、定子电流为417A。通过改造为双速电机后，循环泵电机改造后级数变为16/18级可调，额定功率为3400/2500KW、转速为371/330r/min、定子电流为417/324A，两种转速可在电机停电后通过改变接线盒接线方式而相互切换，在低速运行时电动机额定电流降低约93A，从而起到节能降耗的目的和效果。
根据近两年的统计数据显示，在高速运行时，定子电流为400A，在低速运行时，定子电流为300A.
则：高、低运行电流差值△I=400-300=100A取COSφ=0.78
注：据统计数据显示，循环水温度在0℃-22℃时，对应为11月份至次年3月份;循环水温度在25℃-38℃时，对应为5月份至8月份。
据统计数据显示，每年#3号机组循环水泵在改造前后有两个运行方式的差异。第一种，循环水温度在0℃-22℃时，对应为11月份至次年3月份,改造前为高速运行，改造后每年约有5个月低速运行;第二种，循环水温度在25℃-38℃时，对应为5月份至8月份,改造前为双泵高速运行，改造后每年约有4个月以一低一高运行方式运行。
1、低速运行较高速运行日节电量：
P1=1.732×6×100×0.78×24=19453.8kWh
2、一高一低运行方式较双高运行方式日节电量：
P2=1.732×6×100×0.78×24=19453.8kWh
年节能量：19453.8×30×(5+4)=5252532.5kWh可降低厂用电率约0.16%,可使机组改造后供电煤耗率降低0.51g/kW.h。
#3机年节能量标煤量=5500×额定发电能力×(1-厂用电率)×(改造前供电煤耗-改造后供电煤耗)
=(5500×63×10000×(1-4.74%)×0.51/1000000
=1683.4吨标煤
#3、4机改造后总节约标煤量=2×1683.4=3366.8吨标煤
5结束语
火力发电厂节约厂用电是一项长期的工作，经过对公司#3、4机组循环水泵电机双速改造，不仅增加了循环水泵系统调节方式的灵活性，而且取得了相当显著的节能效果，实践证明本次改造工作是成功的，对同类型电厂实施循环水泵改造有一定的借鉴意义。
原标题：600MW机组循环水泵双速改造经济性分析
