王宏興，丁 方

（1.淮北供電公司 萬(wàn)里物業(yè)公司，安徽 淮北 235000；2.大唐淮北發(fā)電廠，安徽 淮北 235000）

大唐淮北發(fā)電廠8號(hào)機(jī)組投產(chǎn)于2005年8月，汽輪機(jī)由東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，型號(hào)為N210-12.7/535/535-2，屬超高壓中間再熱三缸二排汽冷凝式機(jī)組。機(jī)組配備2臺(tái)1400KLA-31型循環(huán)水泵，屬立式斜流泵結(jié)構(gòu)形式。與循環(huán)水泵配套電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YLKS800-10，額定功率1 700 kW，額定電壓6 kV，額定電流200 A。

8號(hào)機(jī)組經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其所配備的循環(huán)水泵運(yùn)行性能不夠理想，加上與循環(huán)水泵配套的單速電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中轉(zhuǎn)速恒定，運(yùn)行方式單一，機(jī)組的循環(huán)水量不能根據(jù)運(yùn)行工況進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，電能浪費(fèi)嚴(yán)重、設(shè)備效率偏低，尤其是在低負(fù)荷或較冷季節(jié)運(yùn)行時(shí)，這種狀況更加不利于提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

1 改造方案的確立

目前，較為常用的改造方法有2種，即加裝變頻調(diào)節(jié)裝置和對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙速改造。

第1種：加裝高壓變頻器對(duì)循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速控制。這種方法需要添加變頻設(shè)備，設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速作用明顯，但費(fèi)用投入大，施工工期長(zhǎng)。

第2種：將循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變極改造（10極改為10/12極雙速）。這種方法的特點(diǎn)是利用電動(dòng)機(jī)本身?xiàng)l件，將電動(dòng)機(jī)從單速改為雙速，技術(shù)條件成熟且費(fèi)用低、工期短，但帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不如變頻裝置。

上述2種改造方法都能做到對(duì)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，保證改造后循環(huán)水泵的可調(diào)性能夠提高，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。經(jīng)充分論證和分析，根據(jù)大唐淮北電廠實(shí)際情況，并針對(duì)8號(hào)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行年限和工程造價(jià)等情況，認(rèn)為第2種方法比較符合該廠實(shí)際。決定對(duì)8號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)采取單速改為雙速的改造方案。

2 方案的實(shí)施

電動(dòng)機(jī)單速改為雙速，是利用電動(dòng)機(jī)原有繞組結(jié)構(gòu)，在不更換定子繞組和不降低原絕緣等級(jí)的情況下，將電動(dòng)機(jī)原單一極相組接線拆開(kāi)引出至附加接線盒中，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組接線方式（在電動(dòng)機(jī)附加接線盒中進(jìn)行極相組連接），形成595 r/min、495 r/min 2種轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速的目的。

8號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)改造前后數(shù)據(jù)對(duì)照見(jiàn)表1。

表1 8號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)改造前后數(shù)據(jù)

3 改造后的試驗(yàn)及能效分析

（1）改造效果試驗(yàn)

循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)在單速改雙速后即投入運(yùn)行，為了驗(yàn)證循環(huán)水泵在電動(dòng)機(jī)改造后的實(shí)際運(yùn)行效果，淮北發(fā)電廠在2008年2月下旬，委托安徽省電力科學(xué)研究院到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電動(dòng)機(jī)改造效果進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方案中將循環(huán)水泵運(yùn)行方式分為甲泵低速運(yùn)行、甲泵高速運(yùn)行、甲乙泵低速并聯(lián)運(yùn)行、甲乙泵高速并聯(lián)運(yùn)行、甲泵低速乙泵高速并聯(lián)運(yùn)行、甲泵高速乙泵低速并聯(lián)運(yùn)行、乙泵低速運(yùn)行、乙泵高速運(yùn)行等8種工況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)測(cè)量及計(jì)算數(shù)據(jù)匯總表（部分）

從表2的結(jié)果可以看出，循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)單速改雙速運(yùn)行，高速結(jié)合低速并聯(lián)運(yùn)行對(duì)提高機(jī)組效率明顯，電動(dòng)機(jī)改造效果理想。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在低速運(yùn)行中，經(jīng)改造后的電動(dòng)機(jī)額定功率只有1 400 kW，比原高速運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率1 700 kW減少300 kW，耗電量明顯降低。另外，經(jīng)對(duì)試驗(yàn)測(cè)量及計(jì)算數(shù)據(jù)分析認(rèn)為，循環(huán)水泵在低速運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行效率明顯高于高速運(yùn)行時(shí)的效率運(yùn)行，分析原因是由于該循環(huán)水泵在選型時(shí)對(duì)揚(yáng)程選擇過(guò)大，使循環(huán)水泵的實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離水泵設(shè)計(jì)工作點(diǎn)，降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行相當(dāng)于降低了水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程。

(1)臨終關(guān)懷事業(yè)在中小城市資金來(lái)源少。臨終關(guān)懷事業(yè)具有一定公益性，決定了相關(guān)產(chǎn)業(yè)自身不以盈利為目的發(fā)展特點(diǎn)。由于我國(guó)中小城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力不強(qiáng)，臨終關(guān)懷的發(fā)展無(wú)法得到與其他大城市水平相當(dāng)?shù)恼Y金支持與專(zhuān)項(xiàng)撥款；又因?yàn)榇蟊妼?duì)相關(guān)事業(yè)的了解程度較低等原因，臨終關(guān)懷機(jī)構(gòu)在中小城市收到的社會(huì)援助較少，令不少開(kāi)設(shè)臨終關(guān)懷服務(wù)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)資金周轉(zhuǎn)困難，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)背景中陷入了進(jìn)退兩難的境地。

（2）電動(dòng)機(jī)改造前后能效分析

選擇8號(hào)機(jī)組2臺(tái)循環(huán)水泵改造前具有代表性的運(yùn)行方式為：春夏秋3季2臺(tái)泵高速并列運(yùn)行4 000 h，冬季1臺(tái)高速運(yùn)行2 000 h（按全年運(yùn)行6 000 h計(jì)算）。

春夏秋季2臺(tái)水泵高速運(yùn)行用電量為：

（1 620+1 707）kW×4 000 h=13 308 000 kWh。

冬季1臺(tái)水泵高速運(yùn)行用電量為：

1 515 kW×2 000 h=3 030 000 kWh。

循環(huán)水泵改造前全年用電量合計(jì)為：

（13 308 000+3 030 000）kWh=16 338 000 kWh。

在對(duì)循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造后，通過(guò)調(diào)整循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，可組合為5種運(yùn)行方式：即雙高速、高低速、雙低速、單高速、單低速。運(yùn)行時(shí)可根據(jù)循環(huán)水溫、機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行靈活選擇（由于甲循環(huán)水泵存在缺陷，未進(jìn)行雙低速長(zhǎng)期運(yùn)行試驗(yàn)）。

如還是按機(jī)組全年運(yùn)行6 000 h考慮，循環(huán)水泵運(yùn)行方式按照4種組合進(jìn)行，夏季2臺(tái)泵高速運(yùn)行2 000 h（2.8個(gè)月），春秋季1臺(tái)泵高速與1臺(tái)低速并列運(yùn)行2 000 h（1.4個(gè)月），冬季1臺(tái)泵高速運(yùn)行2 000 h，則：

夏季2臺(tái)水泵高速運(yùn)行用電量：

（1 620+1 707）kW×2 000 h=6 654 000 kWh。

春秋季水泵1高速1低速運(yùn)行用電量：

（1 512+1 107）kW×2 000 h=5 238 000 kWh。

冬季1臺(tái)水泵高速運(yùn)行用電量：

1 512 kW×2 000 h=3 024 000 kWh。

改造后循環(huán)水泵用電量合計(jì)為：

（6 654 000+5 238 000+3 024 000）kWh=

14 916 000 kWh。

循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)改造后節(jié)省電量為：

（16 338 000-14 916 000）kWh=1 422 000 kWh。

如電價(jià)按0.36元/kWh計(jì)算，可節(jié)約費(fèi)用為：

1 422 000 kWh×0.36元/kWh=511 920元。

（3）投資回報(bào)指標(biāo)的分析計(jì)算

8號(hào)機(jī)組甲、乙2臺(tái)循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)雙速改造投資共計(jì)26萬(wàn)元，按上述方法計(jì)算，當(dāng)年可收回設(shè)備改造投資。

從改造后的試驗(yàn)測(cè)量及計(jì)算數(shù)據(jù)匯總結(jié)果看，各種試驗(yàn)工況下的運(yùn)行效率均比改造前有了較大幅度提高，循環(huán)水泵可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷狀況和季節(jié)特征進(jìn)行各種運(yùn)行方式組合。如能在春秋季保持2臺(tái)水泵低速運(yùn)行、冬季保持1臺(tái)水泵低速運(yùn)行，取得的經(jīng)濟(jì)效益將更為顯著。

由于循環(huán)水泵本身的性能問(wèn)題，水泵整體效率變差，特別是甲循環(huán)水泵效率過(guò)低。試驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為循環(huán)水泵有進(jìn)一步改造的必要。專(zhuān)家建議：如改造循環(huán)水泵，揚(yáng)程宜選擇在高速下（流量16 000 m3/h左右）26～28 m，節(jié)電效益會(huì)更顯著。

4 改造后循環(huán)水泵運(yùn)行中的注意事項(xiàng)

（1）8號(hào)機(jī)組經(jīng)改造的2臺(tái)循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)，乙泵較甲泵效率高。由于甲泵存在效率低的問(wèn)題，故不經(jīng)常投入使用，有待于對(duì)水泵進(jìn)行處理，以提高循環(huán)水泵的整體能效。

（2）在冬季單臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水流量會(huì)比雙水泵下降很大且使循環(huán)水流速降低，為保持凝汽器效率，宜投入膠球清洗裝置。

（3）因?yàn)檠h(huán)水泵在低速運(yùn)行時(shí)會(huì)使循環(huán)水揚(yáng)程偏低，可能造成發(fā)電機(jī)氫冷器中的冷卻水流量下降或斷流，這時(shí)要根據(jù)情況及時(shí)投入氫冷升壓泵運(yùn)行，保證發(fā)電機(jī)氫冷器冷卻水正常投入，不致因冷卻水流量下降或斷流對(duì)發(fā)電機(jī)造成危害。

（4）由于電動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙速改造時(shí)沒(méi)有添加開(kāi)關(guān)等設(shè)施，使電動(dòng)機(jī)不能夠在運(yùn)行中進(jìn)行轉(zhuǎn)速切換，故需要在改變轉(zhuǎn)速前先將電動(dòng)機(jī)停電，然后才可進(jìn)行電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組接線聯(lián)片調(diào)整，進(jìn)行此項(xiàng)操作的時(shí)間顯得偏長(zhǎng)。

（5）循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)在改造后的試轉(zhuǎn)和運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)上部推力軸承的溫度均較改造前有顯著升高。在改造前軸承運(yùn)行溫度為73℃，改造后為84℃，高于電動(dòng)機(jī)制造廠規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（報(bào)警75℃，跳閘80℃）。經(jīng)與改造廠家共同對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行檢查，分析可能是由于上軸承原裝測(cè)溫元件損壞后，重新更換的元件與原測(cè)溫元件型號(hào)不符有很大關(guān)系。經(jīng)與電動(dòng)機(jī)制造廠專(zhuān)家協(xié)商研究，將循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)推力軸承溫度報(bào)警值調(diào)整到88℃、將跳閘值調(diào)整到95℃。現(xiàn)循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)推力軸承運(yùn)行在規(guī)定的范圍內(nèi)，注意的是要在夏季高溫季節(jié)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)這方面的監(jiān)視。