循環(huán)水泵電機雙速改遣可行性分析及實施發(fā)電設備(2010 No.5)循環(huán)水泵電機雙速改造可行性分析及實施葉建青(張家港華興電力有限公司，張家港215627)摘要:針對節(jié)約循環(huán)水泵電耗, 提出電機雙速改造的方案,并進行了可行性分析。分析表明,在冬春等低溫季節(jié)可采用低速運行循環(huán)水泵,節(jié)電效果明顯。介紹了改造的實施過程及收益。關鍵詞:燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán);循環(huán)水泵;節(jié)能;雙速電機中團分類號:TM621.7文獻標識碼:A文章編號:1671-086X(2010)05-0361-03Feasibility Analysis and Execution of Double Speed Retrofitfor Motor of Circulating Water PumpYE Jian-qing(Zhangiagang Huaxing Electric Power Co., Ltd., Zhangjiagang 215627, China)Asbstract: In view of saving the power consumption of circulating water pump, the scheme of double speedretrofit for motor is put toward and the feasibilityt is analyzed. The analysis indicates the circulating waterpump operated with low speed may be used in the low temperature seasons of winter and spring etc., theeffect of saving elctric power is evident. The text introduces the execution process and benefit of retrofit.Keywords; gas-steam combined cycle ; circulating water pump; saving power; motor with double speed燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組因其環(huán)保、能效高、- 一臺備用;夏季等高溫季節(jié)采用2臺循泵并列運調(diào)峰能力強等特點越來越受到各國政府和電力行的方式。另外，循環(huán)水系統(tǒng)還向開式水系統(tǒng)、企業(yè)的歡迎。隨著國際和國內(nèi)燃氣價格的不斷工業(yè)水系統(tǒng)提供水源。上升,如何進一步降低燃氣輪機電廠的營運成循泵及其電機參數(shù)見表1。本,降低廠用電率是電廠節(jié)能優(yōu)化工作的一項重表1循泵及電機參數(shù)要工作,必須千方百計地降低輔機能耗來適應電項目數(shù)值力市場激烈競爭的需要。水泵型式立式固定葉電機型號YL900-141循環(huán)水系統(tǒng)簡介流量/(t+h-1)16 632額定電壓/kV轉(zhuǎn)速/(r*min-I)424額定功率/kW00張家港華興電力有限公司現(xiàn)有2臺美國GE汽蝕氽量/m6.額定電流/A29公司生產(chǎn)的S109FA單軸燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設計揚程/m19. 16絕緣等級F級機組,配套汽輪機為GE公司生產(chǎn)的D10三壓、單水泵類型混流泵功率因素0.712軸無抽汽、雙缸、雙排汽凝汽沖動式汽輪機。機組采用閉式循環(huán)水系統(tǒng),它由補給水泵、2循泵電機雙速改造的可行性分析反應沉淀池冷卻水塔、前池、啟閉器、鋼閘門、平板濾網(wǎng).、循環(huán)水泵、凝汽器和相關管道及閥門等2.1改造的必要性設備組成。每臺機組配置2臺循環(huán)水泵(以下簡由于燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的輔機設備較稱循泵),運行方式為冬春等低溫季節(jié)一臺運行，少,很中國煤化工中所占比例較收稿日期:2010-03-26YHCNMHG作者簡介:葉建青(1973-).男.工程師,從事燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行工作。E-mail: yejq3000@ yahoo. cn●361●發(fā)電設備(2010No.5)循環(huán)水泵電機雙速改造可行性分析及實施高,單循泵運行時達10%，雙循泵運行時達20%環(huán)水量也就造成循泵電耗的浪費。因此有必要以上。而且由于受到天然氣供應和電網(wǎng)調(diào)峰的限對循泵進行雙速改造,必要時循泵采用低速運制,機組大部分時間處于兩班制運行或低負荷運轉(zhuǎn),從而有效降低整個機組的廠用電率。另外通行狀態(tài)下(見表2),而循泵電機始終在額定轉(zhuǎn)速過改造還可 使機組達到最佳真空運行狀態(tài)的目下運行。在低溫季節(jié),低負荷運行以及機組兩班的,從而保證和改善機組的運行工況。制調(diào)停等狀態(tài)下(見表3),即使單臺循泵運行,循表32008年機組及循泵運行情況表環(huán)水流量仍處于富裕狀態(tài)。循泵電機始終在額定轉(zhuǎn)速下運行,無法根據(jù)循環(huán)水的需求量對循泵進單機運行天數(shù)單機停 雙機運(包括兩班制”適天數(shù)行天數(shù)循集運行小時數(shù)/行適當調(diào)節(jié),特別是在冬季運行工況下,由于循環(huán).2110528水溫較低,凝汽器真空經(jīng)常在96 kPa以上,過高215664的真空度并未有效地增加機組負荷(見表4)。同253時,機組停機后循泵仍需運行一段時間,過大的循161 112888表2歷 年機組運行情況.2:992項目2007年2008年2009 年(估計)81 020點火小時數(shù)/h3 883 487. 33 900. 080802(728發(fā)電量/(kW.h) 2. 487>102. 205X1092. 496X 10924696運行小時數(shù)/h3 1893 200600啟停次數(shù)/次18265255 .全廠循泵累計運行小時數(shù)/h9 382平均負荷/MW319.9316.2320. 0注:1)非兩班制停機時，盤車投入運行8 h后停循泵。表42008 年循環(huán)水及機組運行參數(shù)表循泵運行臺數(shù)基本負荷低壓缸排汽環(huán)境溫度循環(huán)水進水單臺循泵電流月份真空/kPa(基本負荷下)/臺/MW溫度/CC/A96. 7041132.65.617.312296. 5040133.58.517.696. 403933. 910.718.51295. 2237537.016.322.594.1840.222.127.093. 603641.423.228. 892. 343384.130.232.593. 0635042.527.832. 393. 2336042.224.930.094. 2140. 020.125.338836.514. 022. 597. 3031.010.017.5由表4可以看出,在不同環(huán)境溫度下,單臺2.2循泵改造要求達到的效果循泵電機輸出功率變化不大,而真空則相差較(1)根據(jù)汽溫變化及時調(diào)整循泵運行方式，多,對應的機組負荷也變化較大。針對本機組減少循泵電能消耗。循泵的運行方式,在冬季及汽溫較低的季節(jié),凝(2)提高循泵的使用壽命,減少系統(tǒng)噪聲。汽器真空較高,可采用低速或變頻循泵的運行(3)保證機組運行在最佳真空狀態(tài)下。方式。在機組兩班制停機期間,因凝汽器的熱2.3循泵雙速改造的可行性負荷較少,停機期間也可采用低速或變頻循泵2.3.1 低溫季節(jié)機組單循泵運行的運行方式。這樣,在不影響機組負荷情況下，中國煤化工芭圍內(nèi)改變泵低速(或變頻)循泵可降低循泵電耗,降低廠用的轉(zhuǎn)速二近似關系為:YHCNMHG電率,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此,對循泵改造一1/752(1)是有必要的。(H/H2 = (n/n2)●362●循環(huán)水泵電機雙速改造可行性分析及實施發(fā)電設備(2010 No.5)式中:Q、Q2、H、H2、P!.P:分別為轉(zhuǎn)速n和2.3.3高溫季節(jié)循泵運行方式n2下泵的流量.揚程和功率"。根據(jù)上述關系式在夏季等高溫季節(jié),機組需要的循環(huán)水量約計算,改造后循泵流量為23 556 t/h,而根據(jù)低速循泵的特性曲線,2臺Q,= 16 632X372/424=14 592 t/h低速循泵并列運行所能提供的水量約為22867揚程t/h,不能滿足機組正常運行需求,因此,在高溫季H =(372/424)*X19.16=14. 75m節(jié)將2臺循泵全部改為低速雙泵運行是不可計算中n:=372 r/min, n2 =424 r/min,行的。Q2=16632t/h為根據(jù)循泵特性的預估值。2.3.4改造設備安全性當不考慮凝汽器內(nèi)換熱損失及其他排汽量循泵電機由高速改為低速后,轉(zhuǎn)子圓周速度時,則:降低.軸承發(fā)熱會得到改善。雖然電機因轉(zhuǎn)速降D。(h"-h')x=G(im-in)(2)低而通風條件變壞，但因定子電流減小,定子銅式中:D。為汽輪機平均排汽量,t/h;h"為排汽的耗也會明顯減小,發(fā)熱量減小，所以不會造成電焓,kJ/kg;h為排汽壓力下凝結(jié)水的焓,kJ/kg;x機整體溫度的升高。為排汽千度;G為循環(huán)水量,t/h;in為循環(huán)水出口焓,kJ/kg;iw)為循環(huán)水進口熗,kJ/kg.3循環(huán)水泵電機雙速改造以2號機為例,從凝汽器內(nèi)部換熱的角度初3.1改造方案步估算低溫季節(jié)凝汽器循環(huán)水需求量(G)。以低根據(jù)循泵雙速改造可行性分析的結(jié)果,確定溫季節(jié)中溫度較高的2009年3月21日2號機組將1臺機組的1臺循泵改造成雙速,而另1臺保.運行報表為依據(jù),當時機組負荷在395MW,選取持原狀的方案,這樣就可以根據(jù)環(huán)境溫度的變8:00-16:00時間段內(nèi)的平均循環(huán)水進口溫度化,在低溫季節(jié)采用低速單循泵運行,在高溫季t=17.6 C,iw=73.79 kJ/kg; 出口溫度tm2=節(jié),采用2臺高速循泵并列運行,在其他季節(jié)則32.3 C,in=135. 23 kJ/kg;平均排汽溫度tn=用1臺高速(或低速)循泵運行的方式。對于需35 C,h”=2 564.55 kJ/kg,h' = 146. 63 kJ/kg;要改造的循泵,只需更換電機的定子線圈,將電汽輪機排汽干度x=0.92,汽輪機平均排汽量D。機改造為14/16 極雙速電機。= 360 t/h。.改造后,低速循泵運行72 h的數(shù)據(jù)見表5。將.上述數(shù)據(jù)代人式(2),可得平均循環(huán)水量G=13 035.7 t/h,小于改造后循環(huán)水泵設計流量.表5循泵改造后72 h運行數(shù)據(jù)14 592 t/h。項目數(shù)值項日從上述計算可以發(fā)現(xiàn)，在循泵雙速改造后，環(huán)境溫度/C15負荷/MW395由于循環(huán)水流量僅減少12%,在冬季等低溫季凝汽器壓力/kPa5.0排汽缸溫度/C3:節(jié),或低負荷運行及停機狀態(tài)下，循泵采用低速.循環(huán)水進口溫度/C 17.69 循泵電機電流100. 95運行方式不會對凝汽器真空造成影響，能夠滿足循環(huán)水進口壓力/MPa 0. 10循環(huán)水出口溫度/C 31. 88循泵電機定子52. 39.52. 90,凝汽器對循環(huán)水的需求量,并有一定的余量。從循環(huán)水出口壓力/MPa 0. 07溫度/心51. 37.53.91.53. 15,53.66循泵性能曲線看,循泵由424 r/min降為372 r/ .min后,循泵效率雖略有下降,但功率降幅更大，改造后循泵功率見表6。從而實現(xiàn)節(jié)能降耗目的。表6改造后循泵電機低速運行參數(shù)表2.3.2機組停運狀態(tài)機組停運后,為保證機組安全,在停機后維數(shù)電機型號YL.900-16| 額定電壓/kV6持循泵運行大約8 h,而由于機組停運后進人凝汽器熱負荷很少,循環(huán)水主要用于對部分通人凝汽電機轉(zhuǎn)中國煤化工。0.66~0.67器的疏水和汽缸蓄熱這部分熱源的冷卻,因此，改造后的低速循泵完全能夠滿足停機后機組的YHCNMHG/A00冷卻需要。(下轉(zhuǎn)第367頁)●363●600MW機組典型系統(tǒng)內(nèi)漏事故分析發(fā)電設備(2010 No, 5) .出口擴徑管與矩形風道焊接處底部有水滴出,兩側(cè)曖風器前后壓差基本一致,參數(shù)也基本正另有3處滲水;B側(cè)矩形風道在垂直方向上溫常,因而排除了檢修期間空氣預熱器B沖洗積水度差異較A側(cè)大,其底部為2 C,中部為8 C，的可能性,由此判斷應該是暖風器B內(nèi)漏,所漏而A側(cè)底部和中部均為8 C;A.B兩側(cè)矩形風之水沿風道壁 集結(jié)在零米層送風機出口水平風道底部排污管溫度相差大,A側(cè)為15 C,接近道處。環(huán)境溫度,B側(cè)為2 C,和環(huán)境溫度相差較大，經(jīng)分析,最終確認為暖風器B第1分支和第見表4.4分支內(nèi)漏,經(jīng)檢查也證實了泄漏情況及風道內(nèi)結(jié)冰和積水情況。表4風道各處溫度參數(shù)對照表項目數(shù)值4結(jié)語位置A側(cè)B側(cè)電廠許多系統(tǒng)發(fā)生的內(nèi)漏都是較為隱蔽的，風道中上部溫度/C8通過對岱海電廠1號機凝泵第一次內(nèi)漏、4號機風道底部溫度/C排污管溫度/C15高加第一次內(nèi)漏及1號爐暖風器第一次內(nèi)漏的風道上下溫差/K0發(fā)生、發(fā)現(xiàn)、泄漏原因進行的分析及采取的措施，風道外觀情況無有漏水.可以對運行人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常和預防內(nèi)漏有所.啟示。3.3故障判斷根據(jù)以上數(shù)據(jù),判斷為送風機B出口風道下參考文獻:部積水或結(jié)冰。由于2008年2月17日凌晨以前[1]葉濤.熱力發(fā)電廠[M].北京:中國電力出版杜，004.(上接第363頁)2008年燃氣輪機運行小時數(shù)2830h,發(fā)電0.545元/(kW.h),下網(wǎng)電價0.8元/(kW.h)計量以2. 205X109 kW.h計算,全廠循泵運行小時算,機組停運期間節(jié)省費用為24. 66萬元/a.數(shù)為9 382 h,平均每臺機組循泵運行4691 h.(3)1年內(nèi),單臺機組雙速改造后效益為循泵雙速改造后可節(jié)省電量180 kW/h.31. 4萬元。按照1臺循泵雙速改造總費用10萬3.2改造后的經(jīng)濟收益估算元計,則每臺循泵雙速改造收回成本的時間為(1) 2008年1月、2月、12月及3月上半月，0. 32年,折合為4個月。機組運行期間循泵運行687h,這時循泵可以采用低速運行,期間可以節(jié)省電量為123660 kW.h,4結(jié)語按.上網(wǎng)電價0.545元/(kW.h)計算,可節(jié)省費用在燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠中實施循泵電機6.74萬元/a。雙速改造是必要的,也是可行的。循泵電機通過(2) 2008年機組點火小時數(shù)為2830 h,機組雙速改造,既滿足了機組各種運行工況需要,同停運期間循泵運行小時數(shù)為1861 h/a,其中單機時也可以大幅度降低廠用電率,有效地降低發(fā)電兩班制期間循泵的運行小時數(shù)占3/4,為1 395 h,成本 ,提升了電廠經(jīng)濟效益。節(jié)省電量251100 kW.h;雙機兩班制(1臺連續(xù)，1臺兩班制)期間，循泵運行小時數(shù)占1/4,為466 h,節(jié)省電量83880 kW.h,按照上網(wǎng)電價.[1]郭立君。泵與風機[M]. 重慶:重慶大學出版社.1986.中國煤化工MHCNMHG