如果單臺泵運行,循環水量又難以滿足要求。為保證凝汽器真空值,必須采用2泵2機方式運行,使廠用電大幅度增加,降低了機組運行的經濟性。為此,必須對其中一臺循環水泵進行節能改造,依照長江水溫的變化,來調整循環水泵組合方,達到最佳的節能效果。本項目的實施不僅提高了水泵運行效率,降低了循泵電耗,也可為凝汽器提供必要的循環水量及水壓,保證機組正常運行,降低機組煤耗,直接經濟效益巨大。
1設備簡介我廠汽機循環水系統采用開式循環,循環水取自長江。循環水泵有四臺,均為立式殼混流崩,其中1、2循泵對應1機,3、4循泵對應2機,每兩臺循泵出水管在閥門間后并為一根母管供應對應機組,兩根母管之間有兩只電動蝶閥dn1200隔離門連通,正常運行時隔離門全開,母管編號分別為1、2.兩臺凝汽器循環水出水經排水管進入虹吸井,最后排入長江。
循環水由四根巾14208鋼管引致泵房進水間,經鋼閘口、攔污柵、旋轉濾網,到達循泵吸水室。升壓后經止回蝶閥、二次濾網、電動出口閘閥進入母管。
循泵為無錫水泵廠生產,型號為900hl-18,出水流量為10116m3/h,揚程為18米水柱,轉速為495轉/分,軸功率563kw,效率為88%.循泵電機為湘潭電機廠生產,型號為ylst630-12,功率為630kw,電壓為6kv,電流為75.8a,轉速為497轉/分,級數12級,星形接法,絕緣等級f級,冷卻方式為水、空冷。
循泵電機在12級運行時,電磁聲在發生源處達分85貝,控制室為65分貝。
循泵電機在12級空載運行時,上下軸承的最大振動值分別為0.006mm和0.008mm,帶負載運行時上下軸承的最大振動值分別為0.02mm和0.028mm. 2方案比較和選擇根據電機學可知,交流電機的轉速p電機的極對數;n0電機的同步轉速。
可知,只要能改變電機的轉差率s、極對數p和供電頻率f1中任一個參數,就可實現調速。
交流電動機的調速方法有三種:變極調速、改變轉差率調速和變頻調速。
交流變頻調速的特性:(1)調速時平滑性好,效率高。(2)調速范圍較大,精度高。(3)起動電流低,對系統及電網無沖擊,節電效果明顯。(4)易于實現過程自動化。(5)必須有專用的變頻電源,目前高壓變頻造價較高,設備一次性投資大。(6)在恒轉矩調速時,低速段電動機的過載能力大為降低。
變極調速特性:(1)只能一級一級地改變轉速,不能平滑調速。(2)會產生高次諧波和電磁噪聲。(3)設備一次性投資少。
改造前循泵在正常方式運行時,經過實測,循環水流量10000噸/小時。而從設備在運行中對循環水壓力和流量的要求來看,只要滿足循環水流量在70008000噸/小時,凝汽器進水壓力保持在左右。
假設改造前的循泵電機功率為p1,循環水流量為q1,揚程為h1;改造后的電機功率為p2,循環水流量為q2,揚程為h2.在保證循泵揚程不變的情況下:粗略估計改極的極數為630x6+472=8,也就是說,循泵電機改為16極時就能滿足運行要求,功率約為472kw.經過研究,并結合我廠設備的運行方式及兄弟電廠的改造經驗,決定選用改變電機極數的方法對循泵電機進行調速控制,從電廠運行安全考慮,選擇循泵電機調速極數為12/14極,循泵電機雙速運行,循泵電機在14極時要求電機的額定功率約為540kw.循環水泵技術改造要求在電機、泵殼(基礎部分)、管道等均不變的條件下,僅在電機內部改變線圈繞組的連接方法實現循泵低速節能的目的,這需要解決以下技術關鍵問題:我廠循泵電機定轉子槽數分別為72和90,在電機12極運行時,定轉子之間配合正常。但是當電機改為14極運行時,就有可能由于定轉子槽配問題在運行中產生電磁噪聲或電磁振動。這次循泵節能改造技術關鍵就是如何消除和降低高次諧波、電磁噪聲。
3改造方案循泵用單速電動機,改接成為雙速電動機,且不增加任何控制設備。重新按12/14極雙速電機設計、制造繞組,保持電機原有出線盒接線方式不變,在電機外殼原出線盒對面位置增加一只新接線盒,線盒內增加變極接線板,與變極有關接線端子均接到變極接線板。接線方式要求簡單,在就地應有明顯、永久的標示和接線方法。
電機轉速調整根據運行方式和氣候條件人為改變。
改造后高速繞組參數及其技術性能指標不低于改造前的技術參數指標。在低速和高速狀態下,電機效率、功率因數、最大轉矩、啟動轉矩、啟動電流均能滿足國標中相應的技術要求,線圈溫度和低速狀態運行的噪聲應控制在國標的范圍之內。改造后要求12極時轉速為497r/min,功率為14極轉速約為425r/min,功率約540kw.采用磁性槽鍥技術以降低定轉子槽配問題產生的齒諧波。
4現場試運驗收循泵進水管尺寸dn1200,出水管尺寸為小10208,進水標高為-0.227米,出水標高為4.173米,循泵房地面標高為9.523米(標高米用吳淞水位)。
循泵分別為高速和低速,凝器進水壓力為0.05mpa時,功率為531kw和342kw,流量分別為10000和7328噸/小時,后者較前者節電189kw,即35.6°%;兩臺機組真空值變化不大。
項目單位進水溫度機組負荷真空值循環水壓力機組出度水溫度度電鏈循環水流量電機功率改造后的循泵電機在14級運行時,電磁聲在發生源處達92分貝,控制室為69分貝,滿足環保要求。
循泵電機在14級空載運行時,上下軸承的最大振動值分別為0.007mm和0.013mm,帶負載運行時上下軸承的最大振動值分別為0.023mm和0.037mm. 5改造效益分析改造后,冬季原3泵2機或2泵2機運行方式改為一大一小、兩大一小運行。每年按6個月計算,水泵運行時間為:1=4320h.改前電機額定功率為630kw,改后約為540kw,后者比前者小190kw.在現場實際測量,當循泵分別為高速和低速、凝器進水壓力為0.05mpa時,功率為531kw和342kw,流量分別為10000和7328噸/小時,后者較前者節電189kw,即35.6%.電價按0.30元(kw.h)計算,則節能效益為:e1=244944元/年。
6結論根據實驗數據和運行狀況,節電效果非常明顯,達35.6%,月節電13.6萬度。月節約人民幣4萬元,該改造項目投資6.9萬。1個半月即可收回成本;改級不影響循泵的正常運行。從實驗數據來看,1循泵電機改為雙速電機,達到了預期節能效果。
從我廠一大一小兩臺循泵并列運行的實驗數據表明,雖然兩臺水泵的轉速不同,只要能保證母管壓力小于水泵出口壓力,這種運行方式是可行的。
對于今后我廠循泵的運行方式,針對不同的季節,采用不同的泵泵組合,即一大一小、兩大一小、三大一小,只要將凝汽器進水壓力調至0.05mpa左右,1循泵就能正常運行,額定功率約為