火電廠閉式水泵的永磁調速器節能改造分析

王曉波（江蘇徐礦綜合利用發電有限公司，江蘇 徐州 221004）

火電廠閉式水泵的永磁調速器節能改造分析

王曉波
（江蘇徐礦綜合利用發電有限公司，江蘇 徐州 221004）

永磁調速器為磁力非接觸性的軟聯接，它具有高效節能、高可靠性、可在惡劣環境下應用、減少系統維護和延長系統使用壽命等特點，是風機及泵類設備節能技術改造的首選。徐礦電廠分別對每臺機組的一臺閉式水泵進了永磁調速器的改造。改造后電機電流下降明顯，節電率較高。

永磁調速；閉式水泵；節能；改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.059

0　引言

江蘇徐礦綜合利用發電廠（簡稱徐礦電廠）為2臺330MW循環流化床機組。每臺機組為輔機配備了2臺閉式水泵以提高冷卻水，正常運行時，一運一備。但由于系統的設計冗余要求，加上水泵的運行流量需求隨機組負荷和季節氣溫的變化而變化，特別是在我廠鍋爐引風機由液力耦合器調節技改為變頻器調節后，導致其減少了一個重要用戶，使閉式水泵具有了更大的余量空間。改造前，閉式水泵全出力運行，當水溫變化時，其各用戶調門開度也跟隨變化，致使系統壓力產生較大變化，為保證系統壓力的穩定，通過調節再循環閥門的開度來控制通過各用戶的水量大小。此時，閉式水泵一直滿負荷運行，而其中一部分出水被再循環，導致一定程度的做功浪費。由此，為了降低廠用電率，減少發電成本，徐礦電廠通過深入調研后，對閉式水泵進行了加裝永磁調速器的技術改造。

1　永磁調速器系統構成與工作原理

永磁驅動技術是采用永磁調速器替代原有的聯軸器，把原來的硬聯接改為磁力非接觸性的軟聯接。它具有高效節能、高可靠性、無剛性連接傳遞扭矩、可在惡劣環境下應用、極大減少整體系統振動、減少系統維護和延長系統使用壽命等特點。尤其是其不產生高次諧波，且在低速運行下不造成電機發熱的優良調速特性更使其成為風機及泵類設備節能技術改造的首選。

永磁調速器是透過氣隙傳遞轉矩的傳動設備。電機與負載設備轉軸之間無需機械連結，電機旋轉時帶動導磁盤在裝有強力稀土磁鐵的磁盤所產生的強磁場中切割磁力線，因而在導磁盤中產生渦電流，該渦電流在導磁盤上產生反感磁場，拉動導磁盤與磁盤的相對運動，從而實現了電機與負載之間的轉矩傳輸。其主要由四個部件組成：內轉子（與負載軸連接的永磁體盤）、外轉子（與電機軸連接導磁體盤）、執行機構（調整磁盤與導磁盤之間耦合面積的機構）、轉軸連接殼與緊縮盤（緊縮盤裝置與電機及負載軸之間的連結）。

2　改造方案

永磁調速驅動器是純機械裝置，只需在改造時，根據設備尺寸，重新建造基礎，將閉式水泵電機后移，使永磁調速器有足夠空間安裝在電動機和水泵之間；從6KV廠用電系統中引接電源，用以驅動電動執行機構和永磁調速器水冷系統的水泵電機；鋪設信號電纜，增加控制系統組態，以便對永磁調速器系統進行檢測和閉環控制。

改造后，永磁調速器可直接由中央控制系統進行遠程遙控。整個控制系統為全自動，但當自動系統故障時，也可通過執行器手動調節氣隙。其控制流程為：正常運行時，閉式水泵出口閥全開，測量閉式冷卻水系統的壓力，將此壓力反饋給加裝的電動執行機構，通過執行機構調節永磁體和銅導體之間的氣隙來調節水泵轉速，從而達到控制閉式水泵流量的目的。

3　節能估算

徐礦電廠閉式水泵永磁調速改造前后，運行參數如表1所示。

按照四種工況電流平均值25A，設備年運行時間300天進行計算。年節約電功率為△P= 155×24×300=1116000KWh，按照每度電0.385元計算，年節約費用為43萬元。

徐礦電廠每臺機組永磁調速裝置總投入58.6萬元，由上述估算可知，改造費用回收期限1.5年左右；改造后節電率在40%左右。并且由于電機運行電流的下降，電機定子線圈溫度大幅度下降，提高了設備使用壽命和可靠性。

表1　閉式水泵改造前、后運行工況

4　結語

徐礦電廠兩臺閉式水泵自改造投用以來運行穩定，節能效果明顯，基本達到了改造初期預定的節能目標。只是在投運初期，#1機組的調速裝置調節范圍未能滿足閉式水泵滿出力的要求，且運行時，永磁調速裝置的導體盤溫度偏高（最高時達103℃），但通過廠家的調整以及為調速裝置更換較大的散熱片，問題得到了可靠的解決。

［1］趙克中.磁力驅動技術與設備［M］.北京：化學工業出版社，2003：25-28.

［2］翟德雙.永磁調速器在凝結水泵上的節能改造運用［J］.中國電力，2012（07）.

［3］何秀民，王峰.永磁調速器在鍋爐引風機改造上的應用分析［J］.煤炭科技，2012（03）.

王曉波（1985-），男，江蘇徐州人，工程碩士，助理工程師，主要從事火力發電運行工作。