双速改造在兰溪发电厂循环水泵节能上的应用①

　　摘 要:本文针对兰溪电厂单元机组间循环水泵电机双速运行改造后,对其节电原理和改造方法进行探讨,并对其节电效果进行分析。
　　关键词:循环水泵 电机 双速
　　中图分类号:TM61 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)01(b)-0058-01
　　
　　浙江浙能兰溪发电有限责任公司总装机容量为4×600MW,循环水系统分为2个独立的单元系统,每两台机配备四台循环水泵(88LKXA-25.4)。冬季及春秋采用两泵供两机方式,夏季采用三泵供两机方式。虽然可以通过改变循泵运行台数进行工况调节,但可调工况点少,在满足负荷情况下还有富裕的水量和能头,造成电能浪费。因此选择合适的调速方式对循环水泵进行节能改造显得十分必要。
　　
　　1 双速电机的节能原理和改造方法
　　泵类负载调速节能原理图,由离心泵相似定律知,在不大范围内改变泵的转速,泵的效率近似不变。随着异步电动机变极调速技术的进一步发展,研制改进了低速高效双速电机,循环水泵电机进行双速改造,可增加循环水量的灵活性,避免运行泵工作点的严重偏移,提高泵的运行效率。
　　
　　2 双速电机下循环水泵不同方式下各运行工况点分析
　　2.1 两机两低速泵分析
　　2.1.1 确定现运行泵组工况点
　　电厂春冬秋三季两泵两机并联运行,八台循泵性能相同,为简化计算,认为#1、#2机循环水管路近似相同。并假定额定真空(95/96kPa)为最佳真空。
　　我们知道泵的扬程定义为,每单位重量的流体经过泵所获的的总能,那么从吸入液面到泵出口,单位重量循环水获得的总能由泵来提供,则有:
　　 H=p/γ+v2/2g
　　其中:p为泵出口压力,γ为水的比容重(9807N/m2),v为泵出口管道流速,g重力加速度。循泵出口管路半径为1.1m,那么v=Q/A=0.263Q,Q为循泵流量。查得2009年11月9日15时数据,循环水平均进水温度21.6℃,出水平均温度34.65℃,平均真空95.4kPa,负荷602MW,循泵出口压力0.204MPa。
　　带入上式即得到:H=20.801+0.003528Q2。
　　又由循泵370r/min时循泵性能曲线,可以得到泵的工况点:H=21.41m,Q=13.15m3/s。
　　2.1.2 确定管路特性曲线
　　要确定循泵降速运行后工况点,必须确定管路性能曲线,管道阻力特性曲线:
　　 H=Hst+SQ2 (1)
　　由冷水塔运行高度15.1m知静扬程Hst为15.1m,S为管路的阻抗,确定S值即可得到管路性能曲线。
　　由循泵管组额定运行工况点(H=21.41m,Q=13.15m3/s)代入式(1)得到:
　　S=(H-Hst)/Q2=0.03649
　　则得到管路性能曲线(单机的管路):
　　 H=15.1+0.03649Q2(2)
　　2.1.3 循泵降速运行后,保持最佳真空的最高进水温计算
　　循环水吸热量为:
　　 Qx=Qc(hw2-hw1)
　　循环水焓升(hw2-hw1)可近似正比于温升△t,则参考09年11月9日15时数据,当冬天循环水温度降到10℃时,负荷600MW,若凝汽器平均要达到95.4kPa的真空,则有能量平衡:
　　 Q1(T1-T2)=Q2(T3-T4) (3)
　　其中:
　　Q1(13.15)、Q2(10.9)分别为循环水高速泵、低速泵运行时的流量。
　　T1(34.65)、T2(21.6)分别为循环水进水温21.6℃、10℃时的进出口温度。
　　T3(饱和温度-端差)、T4分别为低速泵运行时的进出口温度。
　　根据经验,端差取2℃,真空95.4kPa时对于的饱和温度为34.93,则由式3求得循环水进水温度T4为:
　　T4=34.93-2-13.15(34.65-21.6)/10.9≈17℃
　　当循泵降速运行后,流量为10.9m3/s,经过计算,当循环水温度高于17℃时,凝汽器真空将降到95.4以下,机组效率将下降。
　　2.2 双机一高一低泵分析
　　2.2.1 确定泵组工况点
　　当#1、2机循环水管路并联运行后,其管路阻抗为单机管路阻抗的1/4,则并联管路的性能曲线为:
　　H=15.1+0.03649*0.25*Q2(4)
　　根据厂家提供的性能曲线,一高一低循泵并联运行后,各泵的运行工况点均在稳定区域,两泵可以稳定并联运行。