330MW空冷机组辅机循环水泵降速改造

330MW空冷机组辅机循环水泵降速改造

陈晓东

(内蒙古兴安盟内蒙古京科发电有限公司029400)

摘要：国内300MW级直接空冷配湿冷小机凝汽器的机组中，循环水泵为小机凝汽器及机组辅机提供冷却水，循环水泵的耗电量直接取决于循环水系统的流量及扬程，而冷却水量的调节由启动水泵的数量及各系统供水阀门的开度进行调节，在水温较低时，单台循环水泵的循环水流量远高于系统需求水量，通过阀门调节各系统水量将造成大量的节流损失，同时关闭阀门又造成循环水系统的压力升高，扬程损失增加。通过对循环水泵加装变速装置，可大幅降低低水温下循环水系统的节流损失及扬程损失，达到节能降耗的目的。

关键词：330MW空冷机组循环水泵降速改造

1改造前辅机循环水系统运行工况

内蒙古京科发电公司辅机循环水设计流量4877.9t/h,配置三台50%容量的辅机循环水泵，单台循环水泵流量：2650m³/h，扬程45m,设计两用一备。

在使用辅机循环水的设备中，小机凝汽器用水量为2800m³/h，约占全部用水量的57%，小机凝汽器冷却水实际流量由人工跟据水侧温差变化对回水蝶阀进行手动控制；其余的43%的冷却用设备总用水量为2078m3/h，由水温的度化而通过调节阀调节水量，在水温较低时，调门开度均处在较小的水平，节流损失大。

2辅机循环水实际流量计算

统计数据表明，我厂单台循环水泵运行时，循环水母管最高压力0.42Mpa，最低压力0.32Map，相应的运行电流为45.7A与48.2A（电压6000V），在扬程变化较大的情况下电机电流变化并不明显，跟据水泵功率计算公式可计算出我厂实际循环水流量：

N=Q(L/s)*H(m)/102/(0.6~0.85)/0.83

N，功率，单位是千瓦（kW）

Q，流量，单位是升每秒（L/s）

H，扬程，单位是米(m)

102，是1000/g，g即重力加速度，是一个单位换算

0.6~0.85，是水泵的效率，一般流量大的取大值，流量小的取小值；

0.83，功率因数（我厂实际功率因数）

由水泵功率计算公式得出，循环水泵在同电流运行时，低扬程对应的是高流量，我厂循环水泵低扬程运行时，循环水流量远高于水泵的设计流量；2017年5月2日与5月6日，在电流相差2.05A的工况下循环水流量相差1061t/h，0.319Mpa的循环水压力满足生产现场供水扬程的需求，低流量时存在着电能的浪费现象，跟据计算，在相同的流量下，将0.429Mpa的扬程降低至0.319Mpa，电流将从45.68A降低至33.95A，节电效果明显。

3改造方式

我厂采用永磁涡流调速器对循环水泵进行降速改造，永磁调速器有磁性传动缓冲性能好、无级调节转速、改造费用低、施工方便、结构简单等优点。

永磁调速器用在离心式机械系统的节能原理

根据离心式工作机的特性，工作机的转速越低，流量、压力就越小，其耗功就越少，则电机的输出功率就越小。因此，通过半侧自励式永磁调速器装置在电机转速不变的情况下对工作机的转速进行无级调速，调速范围可在0至工作机额定转速的97.5%，也就是永磁调速器装置可以根据工作机的实际工作参数的变化要求，通过改变工作机的转速来达到目的，系统中只要工作机在其额定转速以下进行工作，电机都是在节能状况下工作（图一）。

图一图二

其中：Horsepower：转速与轴功率曲线、Speed：转速与流量曲线、Torque：转速与压力曲线如图所示：当工作机的转速由n1变化到n2时,Q、H、P与转速的关系如下:

从离心式负载的运行曲线来分析采用永磁调速后的节能效果(见图二)：

当所需流量从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B运行，所需轴功率P2与面积变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。此时所需轴功率P3与面积HB×Q2成正比。从理论上分析，所节约的轴功率Delt(P)与（H2-HB）×（C-B）的面积H2×Q2成正比；如果采用调速控制方式，水泵转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改成正比。

4改造后效经济效益分析

我厂3号辅机循环水泵永磁调速器改造后，3号辅机循环水泵平均运行电流为38.22A，较改造前平均降低10A，平均节约电耗83.3Kw/h，按上述计算，按我厂循环水泵每年运行200天，每年可节约电耗为：

83.3Kw/h*24小时*200天=39.984万Kw•h

按我厂发电厂本0.225元/kW进行计算，安装电磁耦合调速装置全年可节电约8.996万元，永磁调速器总投资34万元，3.8年可收回成本。

5结束语

通过对循环水泵的调速改造，有效降低了循环水系统的节流损失及扬程损失，每年可节约电耗近40万Kw•h，且改造投资小，回收成本年限低，我公司对循环水泵降速的成功改造，对同类型机组的循环水节能改造具有借鉴意义。

参考文献：

[1]吕蒙,杨恕非,宁罡,刘德荣,王涛.350MW空冷发电机组主辅机循环水切换的可行性研究[J].电站系统工程,2017,33(04):58-60+63.

[2]邓琳,任占泉.300MW空冷供热发电机组辅机优化配置[J].山东电力高等专科学校学报,2012,15(04):50-51.

[3]白东海,孙昌雯,张光炜.辅机间接空冷系统在300MW机组的应用及控制方案研究[J].山西电力,2013(04):60-62.