1 改造前的運(yùn)行情況

　　雙速電機(jī)屬于異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速，是通過(guò)改變定子繞組的連接方法達(dá)到改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁極對(duì)數(shù)，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)的變速采用改變繞組的連接方式，也就是說(shuō)用改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)來(lái)改變它的轉(zhuǎn)速。雙速電機(jī)（風(fēng)機(jī)），平時(shí)轉(zhuǎn)速低，有時(shí)風(fēng)機(jī)就高速轉(zhuǎn)，主要是通過(guò)以下外部控制線路的切換來(lái)改變電機(jī)線圈的繞組連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　按照機(jī)組的設(shè)計(jì)要求，公司兩臺(tái)機(jī)組各配兩臺(tái)循泵，功率為1600kW，單雙泵運(yùn)行時(shí)功率均未超過(guò)1100 kW，存有很大節(jié)能空間。因此，皖江公司委托擁有多臺(tái)循泵電機(jī)改造業(yè)績(jī)的湘電集團(tuán)有限公司（原循泵電機(jī)生產(chǎn)廠）對(duì)1B循泵電機(jī)進(jìn)行變極改造，使循泵電機(jī)具備高低兩種額定轉(zhuǎn)速，對(duì)應(yīng)大小兩種功率，從而能根據(jù)負(fù)荷的季節(jié)性變化調(diào)整轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能目的。

　　所謂變極改造，就是將循泵電機(jī)原1600kW、12極，額定轉(zhuǎn)速496轉(zhuǎn)/分鐘，改為1600/1007 kW 、12/14極雙速繞組，額定轉(zhuǎn)速425轉(zhuǎn)/分鐘。改造后的電機(jī)接線形式簡(jiǎn)潔，12極與14極的切換方便、可靠。配套電機(jī)型號(hào)YL1800—16／1730—1，功率1 800 kW，電壓6 000V，轉(zhuǎn)速371 r／min。2臺(tái)330 MW 機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)采用母管制運(yùn)行方式。

　　在實(shí)際運(yùn)行中，不同負(fù)荷、不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。將汽輪機(jī)排汽冷凝成水的一種換熱器，又稱復(fù)水器。凝汽器主要用于汽輪機(jī)動(dòng)力裝置中，分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。凝汽器除將汽輪機(jī)的排汽冷凝成水供鍋爐重新使用外，還能在汽輪機(jī)排汽處建立真空和維持真空。凝汽器 主要由殼體、管束、熱井、水室等部分組成。汽輪機(jī)的排汽通過(guò)喉部進(jìn)入殼體，在冷卻管束上冷凝成水并匯集于熱井，由凝結(jié)水泵抽出。冷卻水（又稱循環(huán)水）從進(jìn)口水室進(jìn)入冷卻管束并從出口水室排出。為保證蒸汽凝結(jié)時(shí)在凝汽器內(nèi)維持高度真空和良好的傳熱效果，還配有抽氣設(shè)備，它不斷將漏入凝汽器中的空氣和其他不凝結(jié)氣體抽出。抽氣設(shè)備主要有射水抽氣器、射汽抽氣器、機(jī)械真空泵和聯(lián)合真空泵等。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能降耗的目標(biāo)，將循環(huán)水泵電機(jī)由單一轉(zhuǎn)速改為由雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在四季水溫及負(fù)荷工況變化時(shí)，通過(guò)改變循泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和幾臺(tái)循環(huán)水泵不同轉(zhuǎn)速組合的運(yùn)行方式，從而，大幅度降低循泵耗電量成為技術(shù)人員急需解決的一大課題。

　　2 循泵電機(jī)改造的可行性

　　由循泵的性能曲線來(lái)看，在較小范圍內(nèi)改變循泵的轉(zhuǎn)速，循泵的效率近似不變，而流量（Q）、揚(yáng)程（ ）、功率（P）與轉(zhuǎn)速則相應(yīng)近似成方、二次方、三次方關(guān)系下降，從理論上可以做到改變較少的轉(zhuǎn)速，降低較大幅度的功率值，而流量、揚(yáng)程下降幅度較少，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。假設(shè)16極時(shí)流量為Q1，揚(yáng)程H1，功率為P1，改18極后流量為0.888Q1，揚(yáng)程0.789H1，功率為0.7P1。

　　將高轉(zhuǎn)速電機(jī)改低轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子圓周速度降低，軸承發(fā)熱會(huì)得到改善。雖然電機(jī)因轉(zhuǎn)速降低而通風(fēng)條件變壞，但因定子電流減小，定子銅耗也會(huì)明顯減小，發(fā)熱量減小，所以不會(huì)造成電機(jī)整體溫度的升高。

　　本廠6期循環(huán)水泵所采用的電機(jī)型號(hào)為YL1800—16／1730—1，功率1800 kW，電壓6000V，轉(zhuǎn)速371 r／min，極數(shù)為16極，電機(jī)定子槽數(shù)為108槽、轉(zhuǎn)子槽數(shù)為132槽，雙鼠籠結(jié)構(gòu)。首先，確定在不更換定子鐵芯的前提下，將同一繞組經(jīng)改變其組合而得到16極及18極兩種不同的極數(shù)：另外，為防止因轉(zhuǎn)換為18極時(shí)電機(jī)產(chǎn)生異常的振動(dòng)及噪聲，對(duì)定轉(zhuǎn)子槽數(shù)進(jìn)行了核算，以滿足變極的要求。

　　3 循泵電機(jī)改造的方法

　　項(xiàng)目中，對(duì)32號(hào)循泵電機(jī)進(jìn)行改造。

　?。?）對(duì)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核算，將循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)由原單一轉(zhuǎn)速即16極371 r／min，改為可通過(guò)改變外部接線端子而實(shí)現(xiàn)的l 8極333 r／min和l6極37l r／min兩種轉(zhuǎn)速。

　?。?）電動(dòng)機(jī)保證在兩種轉(zhuǎn)速下，當(dāng)電源電壓在5.6-6.6 kV 之間變化時(shí)，輸出功率仍能維持在相對(duì)應(yīng)的額定值。

　?。?）改造后的電機(jī)允許全壓起動(dòng)，起動(dòng)電壓不低于70％額定電壓，能夠帶負(fù)荷直接啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)繞組F級(jí)絕緣，各部溫升按B級(jí)考核。電動(dòng)機(jī)允許在冷態(tài)下連續(xù)啟動(dòng)二次，熱態(tài)下啟動(dòng)。

　?。?）電機(jī)在兩種轉(zhuǎn)速下三相磁場(chǎng)對(duì)稱，振動(dòng)值不大于0.05 mm。

　?。?）改造后的電動(dòng)機(jī)，在原轉(zhuǎn)速（37l r／min）運(yùn)行時(shí)，電機(jī)整體機(jī)械性能和電氣特性與改造前相同。電機(jī)的繞組在兩種轉(zhuǎn)速情況下均有較高的分布系數(shù)，具有良好的運(yùn)行性能，不應(yīng)有異常的電磁噪聲，溫度及振動(dòng)符合上述標(biāo)準(zhǔn)。

　　4 循泵改造的調(diào)試工作

　?。?）記錄下改造前，32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行時(shí)的有關(guān)參數(shù)：機(jī)組負(fù)荷，循泵電流、流量、振動(dòng)、循母壓力及凝器進(jìn)出壓力、機(jī)組真空等。

　?。?）記錄下31號(hào)、33號(hào)循泵下的有關(guān)參數(shù)（同上，負(fù)荷與上述第1條相同即11和12號(hào)機(jī)負(fù)荷均為303 Mw 左右）。

　?。?）組裝結(jié)束后單電機(jī)試轉(zhuǎn)（先18極后16極），在每種狀況下電機(jī)單試2 h，測(cè)量振動(dòng)，記錄電流、溫升，確定電機(jī)方向，同時(shí)注意電機(jī)在兩種狀況下的噪音。兩種狀況下單電機(jī)試轉(zhuǎn)正常后進(jìn)行對(duì)輪連接工作。32號(hào)循泵電機(jī)接線處于16極即高速狀態(tài)。

　?。?）循泵試轉(zhuǎn)前有關(guān)系統(tǒng)檢查工作結(jié)束。六期循泵運(yùn)行方式為31號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行，32號(hào)、34號(hào)循泵備用。

　?。?）啟動(dòng)32號(hào)循泵（16極），停31號(hào)循泵（運(yùn)行方式：32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行），記錄有關(guān)參數(shù)，分析32號(hào)循泵的運(yùn)行情況，運(yùn)行2 h后停用，調(diào)31號(hào)循泵運(yùn)行。電氣開工作票將32號(hào)電機(jī)接線改18極即低速狀態(tài)。

　?。?）再次啟動(dòng)32號(hào)循泵以18極運(yùn)行，運(yùn)行方式：31號(hào)、32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行。根據(jù)循母壓力調(diào)整循門開度，維持循母壓力基本不變，直至循門開足。維持3臺(tái)循泵運(yùn)行1 h左右，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)（同上）。

　?。?）32號(hào)循泵運(yùn)行1 h檢查正常后，停用31號(hào)循泵，運(yùn)行方式：32號(hào)、33號(hào)循泵運(yùn)行。調(diào)整循門開度，維持循母壓力，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)（同上）。對(duì)上述4種運(yùn)行方式進(jìn)行比較。

　　（8）試驗(yàn)期間，兩臺(tái)機(jī)組負(fù)荷盡量保持不變。

　　5 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

　　將32號(hào)循泵改造成低速泵（18極），根據(jù)負(fù)荷和季節(jié)的變化采用高速泵（1 6極）與低速泵、高速泵與高速泵幾種不同組合運(yùn)行，從而可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

　　5.1 從節(jié)約廠用電的角度分析

　　兩臺(tái)機(jī)組均為300 MW左右的負(fù)荷，以采用3臺(tái)高速循泵和兩臺(tái)高速、一臺(tái)低速循泵運(yùn)行方式進(jìn)行比較。結(jié)果是改造后3臺(tái)循泵兩高一低運(yùn)行方式更加經(jīng)濟(jì)、合算。因?yàn)楦脑烨昂蠊r3臺(tái)循泵運(yùn)行機(jī)組凝器真空均一樣，但改造后32號(hào)循泵（18極）比32號(hào)循泵（16極）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，3臺(tái)循泵共節(jié)約總電流達(dá)58 A，節(jié)約廠用電達(dá)406 kW?h。從全年來(lái)看，兩臺(tái)高速泵（16極）、一臺(tái)低速泵（18極）運(yùn)行的時(shí)間約達(dá)7.5個(gè)月，共節(jié)約電量為2 192 400kWh，則半年時(shí)間即可收回全部投資。

　　5.2 機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析

　　增開一臺(tái)低速泵可使兩臺(tái)機(jī)組凝器真空共提高0.9 kPa（以理論計(jì)算及實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，300MW 機(jī)組真空每提高1 kPa，可以多發(fā)2 200 kW左右），因此，機(jī)組每h可以多發(fā)1 980 kW?h。而增開一臺(tái)低速循泵，3臺(tái)循泵的電流相對(duì)于兩臺(tái)循泵共增加198 A，折算成廠用電量為1 386 kW?h。綜合比較，在相同蒸發(fā)量的前提下，整個(gè)機(jī)組每h可節(jié)約電量598 kW -h。

　　6 結(jié)論

　?。?）在春、秋及冬季高負(fù)荷期間增開低速泵（18極），可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。32號(hào)循泵由高速（16極）改造為低速（18極）是成功的。

　?。?）循泵改造的結(jié)果表明；通過(guò)改造可以大大提高機(jī)組循環(huán)水泵調(diào)度的靈活性。改造后，在冬季32號(hào)循泵經(jīng)濟(jì)調(diào)度的負(fù)荷應(yīng)控制在250-270 MW之間；在春、秋季負(fù)荷應(yīng)控制在230-240 MW之間。

　?。?）兩臺(tái)機(jī)組兩臺(tái)循泵運(yùn)行工況下，不推薦32號(hào)循泵（18極）與其他循泵（16極）組合的運(yùn)行方式。因?yàn)檫@樣的運(yùn)行方式使循環(huán)水母管壓力偏低，不利于機(jī)組的安全運(yùn)行。單臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行工況下，可采用上述運(yùn)行方式。