大功率高壓電動機節能改造實施

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大功率高壓電動機節能改造實施某燃氣熱電二期工程熱網系統共配置了四台熱網循環泵，額定軸功率1863kW；電動機額定電壓6kV，額定功率2240kW，轉速1490轉/分，臥式安裝。電動機工頻運行，均採用液力耦合器調速，正常運行工況下，三台運行，一台備用。

目錄

案例背景介紹

1　改造項目可行性研究

1.1　改造項目提出的背景、改造的必要性

自2016年開始嘗試夏季供熱，通過經濟核算，夏季供熱對電廠的經濟指標有利。2017年又進行較長時間的夏季供熱，整個北京市夏季供熱負荷約6000噸/小時，分攤到幾個供熱單位後，該電廠大約為800~2000噸/小時左右。熱網循環泵採用液力耦合器調速，單台泵出力設計流量3115t/h，揚程180m，夏季供熱工況嚴重偏離水泵效率工況，造成能源浪費，降低了夏季供熱的經濟性，同時小流量的運行工況通過現有的液力耦合器進行調節已經很難滿足需求，長期小流量對設備安全運行十分不利。因此，有必要對現有調節方式進行改造，滿足設備全流量工況下安全可靠運行的需求。

案例實施與應用情況

1.2　改造方案選擇

（1）方案一：電動機改為變頻調速

將熱網循環泵調速方式改為變頻調速，拆除液耦，增加高壓變頻器。根據相關標準要求，需在電動機附近修建專門變頻間，安裝通風、製冷、照明等設施，調整動力電纜敷設路徑，增加變頻器至電動機之間的動力電纜，增加DCS至變頻器的控制電纜等。同時拆除液力耦合器後，由於管道無法調整，水泵位置不做調整，需將電動機移位，相關附屬設備也需移位。

在基建期對廠房的設計充分體現了緊湊、節約用地的理念。根據6kV高壓變頻器尺寸，考慮檢修維護空間及相關配電間設計規範，布置一台2240kW電機用6kV高壓變頻器至少需30~35m2變頻間。若熱網循環泵布置變頻間，需占用廠房內安全疏散通道及設備檢修空間、工具存放空間。因此，在變頻器選擇上場地布置這一前提條件很難滿足。

（2）方案二：電動機改為永磁調速

將熱網循環泵調速方式改為永磁調速，拆除熱網循環泵液力耦合器，在原液力耦合器的位置安裝永磁調速器。對原鋼結構基礎進行改造，以安裝永磁調速器鋼架，調平固定。利用原液力耦合器儲油箱和板式換熱器安裝位置，安裝永磁調速器冷卻用儲水箱、水泵及相關管道。為高壓電動機配置專用油站，增加相關控制電纜，DCS增加相關控制邏輯、保護，實現DCS自動跟蹤、調速功能。

（3）永磁調速器調研情況

經過市場調研，現永磁調速器使用較多的有盤式（單筒式）和雙筒式兩種結構。對比盤式永磁調速器與雙筒式永磁調速器，雙筒式具有以下優點：

· 雙筒式結構磁通利用更充足，調節更靈敏，效率更高。

· 雙筒式外徑小、體積小，安裝所需軸向距離短，改造工期短。

· 調速機構可以做的更小，重量更輕，調速更精確。

經過對比，決定選用技術更為先進、可靠的雙筒式永磁調速器，同時永磁調速器所需執行機構選用性能良好、運行穩定的進口執行機構，進一步提高運行可靠性。