大功率高压电动机节能改造实施

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大功率高压电动机节能改造实施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。

目录

案例背景介绍

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

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。

案例实施与应用情况

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，进一步提高运行可靠性。