1000MW機組循環水系統的節能改造

岳 濤

（新海發電有限公司,江蘇 連云港 222023）

0 引言

最有利真空亦稱最佳真空就是指由于凝器真空的提高，使汽輪機功率增加與循環水泵多耗的電量之差為最大時的真空。目前，凝汽器真空主要依靠調節冷卻水流量來控制，根據循環水泵流量Q、揚程H、軸功率N與轉速n的關系：Q1/Q2=n1/n2,H1/H2=(n1/n2)2，N1/N2=(n1/n2)3，速度n的三次方與軸功率N成正比，在n降低不大的情況下，軸功率大幅降低，而對揚程影響次之，對流量影響最小。只要改變一下轉速，即可達到所求的冷卻水參數。而達到變速的方法較多各有利弊。因冷卻水量變化并沒有要求無極變速的必要。往往是夏季、秋季之差最多增加春秋季一檔既能滿足電廠實際運行需要。因此，配以改變電機極對數的變極調速電機是理想的。因它運行可靠、效率高、不多占場地、造價低，且易于改造現有電機為雙速電機。

1 改造前現狀

某1000MW機組配置三臺2200HDC-29循泵，其中甲循泵為雙速電機，乙、丙循泵為定速電機。設計工況兩運一備，凝器采用雙背壓運行。投產以來夏季高溫高負荷工況下，兩臺高速運行；冬季高負荷工況下，單臺高速運行時循環水量不足,使得兩凝器背壓偏差加大，凝器水位控制困難，同時凝器膠球清洗效果因循環水流速下降而變差，造成凝器結垢嚴重，使得冷端效率下降。一般采用一高一低循泵運行，而采用一高一低循泵運行在冬季水溫較低時凝器真空將超過機組最佳經濟真空，造成循泵電耗過大經濟性下降。這就無法保證機組的長期經濟性穩定運行，而且一直以來缺乏合理的控制和調節手段，無法實現循環泵的功耗跟隨機組負荷調整。

為了降低廠用電率，通過循泵運行方式的調整，使得經濟效益最大化。采用將丙循泵再改造為高低速模式，這樣在冬季工況下雙低速運行，既可以保證凝器背壓在經濟工況下運行，又保證凝器膠球清洗效果，同時降低降低廠用電率，給公司創造可觀的效益。

2 電機改造方案

（1）在不改變轉子、定子鐵芯、機殼等部件，只更換定子繞組的前提下，將電機改造為16P/18P雙速電動機并仍拖動原循環水泵，改造后的電機功率在16P運行時仍能達到3400KW，改接18P運行時，功率應達到2300KW以上。

（2）改造后電機絕緣等級為F級（溫升按B級考核），接線端子為瓷瓶接線柱方式，截面積和強度滿足40KA短路沖擊電流而不損壞。

（3）手工停機切換：在電機停轉不帶電情況下，在一只置于電機機殼適當位置的改極接線盒內，用手工改接連接片，即可換成另一種轉速。電機的原所有出線盒保持原位置，新做一改極出線盒，新出線盒應保證連接片安全凈距，各導電部件安全可靠，高低速切換時只需改變內部接線端子上的連接片，端子連接片截面不小于100mm2，端子接線圖制作在不銹鋼牌上，并固定在接線盒內側。

（4）定子繞組連接方式：電機進行雙速節能改造，對定子繞組采用的是變極前、后都是60°相帶的換相法變極方式。切換電機轉速時，在改極箱內手工改接連接片，即可換成另一種轉速。在改造成雙速電機后，對定子繞組以原16P為基本極，在18P轉速時，輸出功率仍能滿足拖動原循環水泵的要求，且電機的溫升、振動、噪聲及其它低電壓自起動性能、空載下的超速性能、熱態下承受過電流性能也均能符合國家相關標準的規定值。

（5）利用原定速泵的斷路器及電纜，無需另外增加新斷路器及電纜，節約投資的同時減少改造工作量。

（6）定子線圈全部更換，采用F級SBEMB/155，聚酰亞胺薄膜繞包雙玻璃絲包扁銅線，按圖紙繞制成梭形后，在專用設備上拉型、整形，線圈繞制后，外包脫模帶，在模具上膠化，溫度180±5℃，半小時。

3 運行調整

該公司所處蘇北沿海地區，春秋季節時間相對較短（約2個月），基本上冬季（約4個月）一結束，就進入夏季。較佳循泵運行方式是冬季雙低速夏季雙高速運行，春秋為一高一低運行方式。由于改造后的循環水泵采用高低速泵共用一斷路器、電纜，故在秋冬交接需要調整為雙低速運行時，要將該電機手工更改連接片同時對斷路器的保護進行相應更改，使其能夠在低速狀態運行，而在春夏交接時進行相反操作即可。

4 經濟分析比較

4.1 效率比較

一高一低循泵運行與雙低速循泵運行。因高速循泵揚程與低速循泵揚程不同，使得低速循泵與高速循泵組合運行時效率下降。

循泵高速運行電流417A低速運行電流311A，因此循泵雙低速運行較循泵一高一低運行方式至少可以降低55A，同時保證凝器經濟真空及膠球裝置有效運行，保持凝器冷端的高效性。

4.2 節電比較

改造前循泵只有一臺是高低速模式，冬季機組運行折中方式是采用一高一低循泵運行，這樣較雙低速運行方式每天將多耗電：1100*24=26400（kWh）。以一年冬季4個月計算：2.64*30*4=316.8（萬kWh）。

4.3 總投資及回收期

按照上述改造方案，總投資僅需要30萬元。以一年冬季4個月計算，節約的電量按廠用電價格0.3元/kWh計算：316.8*0.3=95.4（萬元）。

5 結論

循泵增改一臺高低速電機，運行調整方式靈活多樣，使得機組能夠在更接近最佳真空狀態下運行，投入改造資金少，降低廠用電明顯，同時還帶來凝汽器鋼管減少結垢帶來的效益。不足一年就能收回成本，且響應了國家節能減排政策，很值得推廣。

[1]楊興瑤.電動機調速的原理及系統[M].北京:水利電力出版社會1995.