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        火電廠閉式水泵的永磁調(diào)速器節(jié)能改造分析

        2016-08-22 09:42:54王曉波江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司江蘇徐州221004
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年16期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        王曉波(江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司,江蘇 徐州 221004)

        火電廠閉式水泵的永磁調(diào)速器節(jié)能改造分析

        王曉波
        (江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司,江蘇 徐州 221004)

        永磁調(diào)速器為磁力非接觸性的軟聯(lián)接,它具有高效節(jié)能、高可靠性、可在惡劣環(huán)境下應(yīng)用、減少系統(tǒng)維護(hù)和延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命等特點(diǎn),是風(fēng)機(jī)及泵類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造的首選。徐礦電廠分別對(duì)每臺(tái)機(jī)組的一臺(tái)閉式水泵進(jìn)了永磁調(diào)速器的改造。改造后電機(jī)電流下降明顯,節(jié)電率較高。

        永磁調(diào)速;閉式水泵;節(jié)能;改造

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.059

        0 引言

        江蘇徐礦綜合利用發(fā)電廠(簡(jiǎn)稱徐礦電廠)為2臺(tái)330MW循環(huán)流化床機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組為輔機(jī)配備了2臺(tái)閉式水泵以提高冷卻水,正常運(yùn)行時(shí),一運(yùn)一備。但由于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冗余要求,加上水泵的運(yùn)行流量需求隨機(jī)組負(fù)荷和季節(jié)氣溫的變化而變化,特別是在我廠鍋爐引風(fēng)機(jī)由液力耦合器調(diào)節(jié)技改為變頻器調(diào)節(jié)后,導(dǎo)致其減少了一個(gè)重要用戶,使閉式水泵具有了更大的余量空間。改造前,閉式水泵全出力運(yùn)行,當(dāng)水溫變化時(shí),其各用戶調(diào)門(mén)開(kāi)度也跟隨變化,致使系統(tǒng)壓力產(chǎn)生較大變化,為保證系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定,通過(guò)調(diào)節(jié)再循環(huán)閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)控制通過(guò)各用戶的水量大小。此時(shí),閉式水泵一直滿負(fù)荷運(yùn)行,而其中一部分出水被再循環(huán),導(dǎo)致一定程度的做功浪費(fèi)。由此,為了降低廠用電率,減少發(fā)電成本,徐礦電廠通過(guò)深入調(diào)研后,對(duì)閉式水泵進(jìn)行了加裝永磁調(diào)速器的技術(shù)改造。

        1 永磁調(diào)速器系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

        永磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)是采用永磁調(diào)速器替代原有的聯(lián)軸器,把原來(lái)的硬聯(lián)接改為磁力非接觸性的軟聯(lián)接。它具有高效節(jié)能、高可靠性、無(wú)剛性連接傳遞扭矩、可在惡劣環(huán)境下應(yīng)用、極大減少整體系統(tǒng)振動(dòng)、減少系統(tǒng)維護(hù)和延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命等特點(diǎn)。尤其是其不產(chǎn)生高次諧波,且在低速運(yùn)行下不造成電機(jī)發(fā)熱的優(yōu)良調(diào)速特性更使其成為風(fēng)機(jī)及泵類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造的首選。

        永磁調(diào)速器是透過(guò)氣隙傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)設(shè)備。電機(jī)與負(fù)載設(shè)備轉(zhuǎn)軸之間無(wú)需機(jī)械連結(jié),電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)導(dǎo)磁盤(pán)在裝有強(qiáng)力稀土磁鐵的磁盤(pán)所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁力線,因而在導(dǎo)磁盤(pán)中產(chǎn)生渦電流,該渦電流在導(dǎo)磁盤(pán)上產(chǎn)生反感磁場(chǎng),拉動(dòng)導(dǎo)磁盤(pán)與磁盤(pán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與負(fù)載之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。其主要由四個(gè)部件組成:內(nèi)轉(zhuǎn)子(與負(fù)載軸連接的永磁體盤(pán))、外轉(zhuǎn)子(與電機(jī)軸連接導(dǎo)磁體盤(pán))、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)整磁盤(pán)與導(dǎo)磁盤(pán)之間耦合面積的機(jī)構(gòu))、轉(zhuǎn)軸連接殼與緊縮盤(pán)(緊縮盤(pán)裝置與電機(jī)及負(fù)載軸之間的連結(jié))。

        2 改造方案

        永磁調(diào)速驅(qū)動(dòng)器是純機(jī)械裝置,只需在改造時(shí),根據(jù)設(shè)備尺寸,重新建造基礎(chǔ),將閉式水泵電機(jī)后移,使永磁調(diào)速器有足夠空間安裝在電動(dòng)機(jī)和水泵之間;從6KV廠用電系統(tǒng)中引接電源,用以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和永磁調(diào)速器水冷系統(tǒng)的水泵電機(jī);鋪設(shè)信號(hào)電纜,增加控制系統(tǒng)組態(tài),以便對(duì)永磁調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和閉環(huán)控制。

        改造后,永磁調(diào)速器可直接由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。整個(gè)控制系統(tǒng)為全自動(dòng),但當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí),也可通過(guò)執(zhí)行器手動(dòng)調(diào)節(jié)氣隙。其控制流程為:正常運(yùn)行時(shí),閉式水泵出口閥全開(kāi),測(cè)量閉式冷卻水系統(tǒng)的壓力,將此壓力反饋給加裝的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)永磁體和銅導(dǎo)體之間的氣隙來(lái)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到控制閉式水泵流量的目的。

        3 節(jié)能估算

        徐礦電廠閉式水泵永磁調(diào)速改造前后,運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

        按照四種工況電流平均值25A,設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間300天進(jìn)行計(jì)算。年節(jié)約電功率為△P= 155×24×300=1116000KWh,按照每度電0.385元計(jì)算,年節(jié)約費(fèi)用為43萬(wàn)元。

        徐礦電廠每臺(tái)機(jī)組永磁調(diào)速裝置總投入58.6萬(wàn)元,由上述估算可知,改造費(fèi)用回收期限1.5年左右;改造后節(jié)電率在40%左右。并且由于電機(jī)運(yùn)行電流的下降,電機(jī)定子線圈溫度大幅度下降,提高了設(shè)備使用壽命和可靠性。

        表1 閉式水泵改造前、后運(yùn)行工況

        4 結(jié)語(yǔ)

        徐礦電廠兩臺(tái)閉式水泵自改造投用以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定,節(jié)能效果明顯,基本達(dá)到了改造初期預(yù)定的節(jié)能目標(biāo)。只是在投運(yùn)初期,#1機(jī)組的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍未能滿足閉式水泵滿出力的要求,且運(yùn)行時(shí),永磁調(diào)速裝置的導(dǎo)體盤(pán)溫度偏高(最高時(shí)達(dá)103℃),但通過(guò)廠家的調(diào)整以及為調(diào)速裝置更換較大的散熱片,問(wèn)題得到了可靠的解決。

        [1]趙克中.磁力驅(qū)動(dòng)技術(shù)與設(shè)備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:25-28.

        [2]翟德雙.永磁調(diào)速器在凝結(jié)水泵上的節(jié)能改造運(yùn)用[J].中國(guó)電力,2012(07).

        [3]何秀民,王峰.永磁調(diào)速器在鍋爐引風(fēng)機(jī)改造上的應(yīng)用分析[J].煤炭科技,2012(03).

        王曉波(1985-),男,江蘇徐州人,工程碩士,助理工程師,主要從事火力發(fā)電運(yùn)行工作。

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