大功率高压电动机节能改造实施

2019.11 AUTOMATION PANORAMA
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热器安装位置，安装永磁调速器冷却用储水箱、水泵及
相关管道。为高压电动机配置专用油站，增加相关控制
电缆，DCS增加相关控制逻辑、保护，实现DCS自动跟 踪、调速功能。
(3 )永磁调速器调研情况 经过市场调研，现永磁调速器使用较多的有盘式
(单筒式)和双筒式两种结构。对比盘式永磁调速器与
至少2眸
节能效果 较高
70%〜97%调速范围 内与变频器相当
日常维护
需要专门的技能，对维护 人员要求较高，特别是模 块的更换频率受产品质量 影响很大
维护工作量小，不需要 专门的技能和专有维护 平台；由于减少了系统 振动问题，使得系统磨 损小；维护保养成本和 工作量较少
综合考虑以上各方面因素，选择双筒式永磁调速器
泵出力设计流量3115t/h,扬程180m,夏季供热工况 严重偏离水泵效率工况，造成能源浪费，降低了夏季供 热的经济性，同时小流量的运行工况通过现有的液力耦 合器进行调节已经很难满足需求，长期小流量对设备安 全运行十分不利。因此，有必要对现有调节方式进行改 造，满足设备全流量工况下安全可靠运行的需求。
★赵宁宁(北京京能能源技术研究有限责任公司，北京100022)
摘要：本文针对某燃气热电一台热网循环水泵节能改造的项目策划、 可行性研究、设备安装、运行情况等进行了详细的介绍，为同等大功 率高压电动机节能改造提供了可借鉴的经验及可靠的数据支持。 关键词：节能改造；可行性研究；永磁调速器；节能率 Abstract： This paper introduces the project planning of energysaving transformation of a heat network circulating water pump of a certain gas thermoelectric power, including feasibility research, equipment installation and operation, which provides referential experienee and reliable data support for energysaving t「mnsformation of a high-voltage motor with the same power. Key words： Energy Saving transformation; Feasibility research; Permanent magnet governor; Energy saving rate
作为改造方案。
1.3经济效益测算 以下对一台热网循环泵经过永磁调速改造后的经济
效益进行测算。改造后，夏季可低流量、高效率运行，
降低热网循环水泵耗电量，达到节能效果，提高机组运 行经济性。
按照2016年11月~2017年5月供热期间运行数据 测算。永磁调速器的节能是通过对设备降速实现节能， 基本的原理是相似定律，负载设备随着转速的变化，所 需的功率成三次指数方式变化；液耦也是基于相同的原 理，即永磁与液耦的节能原理是相同的，只是能量传递 手段不同，这就导致了设备效率的不同。(以下效率值 均包含电机、调速器、水泵效率。)
1改造项目可行性研究
1.1改造项目提出的背景、改造的必要性 某燃气热电二期工程热网系统共配置了四台热网 循环泵，额定轴功率1863kW;电动机额定电压6kV, 额定功率2240kW,转速1490转/分，卧式安装。电动 机工频运行，均采用液力耦合器调速，正常运行工况 下，三台运行，一台备用。 自2016年开始尝试夏季供热，通过经济核算，夏 季供热对电厂的经济指标有利。2017年又进行较长时 间的夏季供热，整个北京市夏季供热负荷约6000吨/小 时，分摊到几个供热单位后，该电厂大约为800~2000 吨/小时左右。热网循环泵采用液力耦合器调速，单台
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文献标识码：B文章编号：4003-0492 (2049) 44-072-04中图分类号：TP29
大功率高压电动机节能改造实施
Implementation of Energy Saving Transformation of High Power High Voltage Motor
双筒式永磁调速器，双筒式具有以下优点：
・ 双筒式结构磁通利用更充足，调节更灵敏，
效率更高。
・ 双筒式外径小、体积小，安装所需轴向距离பைடு நூலகம்
短，改造工期短。
・ 调速机构可以做的更小，重量更轻，调速更
精确。
经过对比，决定选用技术更为先进、可靠的双筒式
永磁调速器，同时永磁调速器所需执行机构选用性能良
好、运行稳定的进口执行机构，进_步提高运行可靠性。
(4 )方案选择 经过以上变频调速、永磁调速方案调研，对比结果
如表1所示。
表1改造方案对比
对比项目
变频调速
永磁调速
占地
至少30~35平米的变频间
原液耦空间可以满足 要求
维护量
需定期清扫滤网，空调等 设施需定期维护；变频器 日常维护量较少 功率单元备件价格高
设计寿命
功率单元运行8年后需更 换电解电容、IGBT等
1.2改造方案选择 (1) 方案一：电动机改为变频调速 将热网循环泵调速方式改为变频调速，拆除液 耦，增加高压变频器。根据相关标准要求，需在电动机 附近修建专门变频间，安装通风、制冷、照明等设施， 调整动力电缆敷设路径，增加变频器至电动机之间的动 力电缆，增加DCS至变频器的控制电缆等。同时拆除液 力耦合器后，由于管道无法调整，水泵位置不做调整， 需将电动机移位，相关附属设备也需移位。 在基建期对厂房的设计充分体现了紧凑、节约用 地的理念。根据6kV高压变频器尺寸，考虑检修维护 空间及相关配电间设计规范，布置一台2240kW电机用 6kV高压变频器至少需30~35m2变频间。若热网循环泵 布置变频间，需占用厂房内安全疏散通道及设备检修空 间、工具存放空间。因此，在变频器选择上场地布置这 一前提条件很难满足。 (2) 方案二：电动机改为永磁调速 将热网循环泵调速方式改为永磁调速，拆除热网 循环泵液力耦合器，在原液力耦合器的位置安装永磁 调速器。对原钢结构基础进行改造，以安装永磁调速器 钢架，调平固定。利用原液力耦合器储油箱和板式换