循环水泵双速改造技术方案.doc

神华国华孟电循泵电机双速改造技术方案 哈尔滨电机厂新火电机修造厂
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神华国华孟津发电有限责任公司

循泵电机双速改造

技 术 方 案

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神华国华孟津发电有限责任公司

循泵电机双速改造

技 术 方 案

哈尔滨电机厂新火电机修造厂
日期：2013年5月

循环水泵电机双速改造 技术方案

神华孟津电厂计划对4台循泵电机进行双速改造，我公司根据贵厂电机实际情况特制订如下改造技术方案：
一、前言：
在火力发电厂中，大型立式异步电动机拖动循环水泵，为凝汽器供水。凝汽器所需水量与进水温度有关，进水温度越低，凝汽器所需水量越小。由于季节不同，水温也不同，冬季时，水温最低，凝汽器所需水量最小。因此，利用大自然的季节变化，能节约水量，节约电能。
一般循泵配套的是恒速电动机，季节变化时，采用调节水泵阀门挡板的开度来调节水量，不能调节水泵转速来改变水流量以达到节能目的。为此，若用可变速的电动机来驱动水泵，冬季时，采取低速小功率运行，就可节约大量的电能。
二、节能改造原理：
根据离心泵相似定律，在一定范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系式为：
Q1/Q2=n1/n2 ，H1/H2=(n1/n2)²，P1/P2=(n1/n2)³。其中Q1.H1.P1.Q2.H2.P2分别表示在转速n1和n2情况下水泵的流量、扬程和所需的轴功率。
根据上述关系式，若将3600KW 16P循泵电动机改为16/18P双速电动机，则电机在18极运行时，水泵流量为16极运行时的0.89倍，扬程为16极运行时的0.79倍，轴功率为16极运行时的0.7倍，相当于水泵流量减少11%时，电机输出功率可减少30%。因此，采用转速差不大的相邻极数的双速电动机驱动水泵，根据各季节水温的变化选择驱动转速，调节供水量，能有效的节约电能。
根据电厂实际情况及我公司多年的电机维修改造经验， 3600KW 16P循泵电机完全可改为16/18P双速电动机，即保持原16P时3600KW功率不变，18P时功率约为2600KW。
三、节能改造效果：
3600KW 16P电机在低速即18P状态运行时，每小时少用电1000KW即1000度电，一天少用电24×1000=24000度，按冬季四个月120天计算，每年少用电120×24000=2880000度，若按每度电0.4元计算，则每年可节约0.4×2880000=115.2万元，可见经济效益是十分可观的。
这种电机进行双速节能改造，采用变前极和变后极都是60°相带的换相法变极，这种方法能使电机在两种转速时均能获得良好的运行性能。切换电机转速时，在一只专用的出线盒内改接连接片，即可换成另一种转速。
在改造成双速电机后，定子绕组以原16P为基本极，16P时各项电性能参数与原来一样。在18P转速时，因绕组仍有较高的分布系数，故其输出功率仍能满足低速时水泵所需功率，且电机的温升、振动、噪声也均能符合国家相关标准的规定值。
改造时一般只需更换定子绕组，电机其余零部件可全部利用。
四、技术要求及工作范围
1、技术标准和质量依据：
1.1 GB755-2000 旋转电机 定额和性能；
1.2 GB/T 13957-92 大型三相异步电动机基本系列技术条件；
1.3 JB/T 7593-94 Y系列高压三相异步电动机技术条件；
1.4 GB10068.1.2-88 旋转电机振动测定方法及限值；
1.5 GB10069.1.2-88 旋转电机噪声测定方法及限值；
1.6 GB1032-85 三相异步电动机试验方法；
1.7 DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规程；
1.8 QI—7.4—02 大型交流异步（同步）电机修理规范。
2、工作范围
2.1拆除原电机定子线圈,重新设计并更换电机定子绕组。新定子绕组能满足高低速切换功能的需要。定子绕组采用2Y/△接线方案，引出若干个接头，其中主出线盒接头3个，用于16/18极接电源用，另增改极接线箱一个，在机座另一方安装，改变接线柱的连接方式，可实现不同转速运行。
2.2服务包括整机试验、检验、表面处理及喷漆、包装、运输、现场调试、安装指导、培训（内容包括日常维护和检修等）及提供技术资料和其它技术服务等。
2.3改造后电机参数：
改造前电机为：YLKS1120-16, 6kv IP54,3600KW
改造后电机为： YLKS1120-16/18, 6kV IP54，3600/2600KW

YLKS1120-16改造为
YLKS1120-16/18
3600KW
2600KW
设计值
保证值
设计值
保证值
极数
P
16
16
18
18
额定电压
KV
6
6
6
6
额定电流
A
445

322

转速
RPm
370

330

效率
%
94.5
94
92
92
功率因数
cosΦ
0.815
0.815
0.80
0.80
最大力矩
倍
1.84
1.8
1.84
1.8
启动力矩
倍
0.90
0.80
1.0
0.8
启动电流
倍
5.0
6
5.6
6
冷却方式

海拔

1000

制造厂商

绝缘等级
F

3、定子改造（定子线圈全部更换）：
3.1 定子线圈拆除及准备：
3.1.1 测量并记录定子铁心内、外径、槽数、绕组接线、端部轴向长度、引线等；
3.1.2 用冷拆方法拆除定子线圈后，测量并记录定子线圈节距、鼻高、每圈匝数、导体线规，并绕根数和主绝缘单边厚度及垫条尺寸；
3.1.3 定子铁耗温升试验：
铁芯磁密为1T（磁通密度B=10000高斯）的状况下，铁芯齿部最高温升不大于25K，齿的最大温差小于15K为合格。如未达到要求，需查找原因，如有缺陷，应通知甲方，共同确认并协商处理方案；
3.1.4 按电机改双速要求，进行电磁计算并优化，确定改造具体实施没计；
3.1.5 设计产品机、模具，绘制施工图。
3.2 定子绕组制造：
3.2.1 导线：采用F级SBEMB/155，聚酰亚胺薄膜绕包双玻璃丝包扁铜线；
3.2.2 绕制成型：按图纸绕制成梭形后，在专用设备上拉型、整形；
3.2.3 胶化：线圈绕制后，外包脱模带，在模具上胶化，温度180±5°C，半小时；
3.2.4 引线绝缘：在引线上半叠包0.14×25 F级5442-1D环氧粉云母带，再半叠包0.1无碱玻璃丝带一层，包扎长度为距离鼻端外侧20mm~25mm处开始至端部斜边长度的1/3~1/2处形成锥体包扎；
3.2.5 对地绝缘：
直线部分：隔层半叠包0.14×25 F级5442-1D和5442-1环氧粉云母带，要求最外层为0.14×25 F级5442-1环氧粉云母带。不少于7层。
端部绝缘：隔层半叠包0.14×25 F级5442-1D和5442-1环氧粉云母带不少于6层。包扎时应逐层将引线绝缘在分离长度内，均匀完成端部和引线分离长度的过渡，确保引线绝缘和端部绝缘紧密结合。
3.2.6 试验：
匝间绝缘冲击试验：13050伏 3次；
交流耐压试验 12000伏，历时10秒钟。
3.3 定子线圈嵌装：
3.3.1 槽内垫条和槽楔材料为环氧玻璃布板3240。糟底绝缘材料厚度不小于1mm，槽中绝缘材料不小于2mm，糟楔厚度不小于5mm，确保定子槽内线棒、槽楔同铁芯配合紧实；
3.3.2 端箍和支架绝缘：端箍和支架外半叠包0.14×25 F级5442-1、5442-1D环氧粉云母带不少于7层，与线圈接触部位垫涤纶毡，外半叠包0.1玻璃丝带一层；
3.3.3 端部固定采用垫涤纶毡加扎涤玻绳二道，以防电磁振动磨擦出现黄粉现象。端部小引线部位需加固绑扎涤玻绳一道，以防电磁振动使导线焊接部位开裂；
3.3.4 线圈引线和接头全部采用45%银焊，焊接牢固，表面光滑、无夹渣、毛刺及漏焊，以保证直流电阻达到标准要求；
3.3.5 接头绝缘和连接线绝缘：接头绝缘包0.14×25 F级5442-1、5442-1D环氧粉云母带，线圈相内接线包7层，相间8层，外包0.1玻璃丝带一层；
3.3.6 定子绕组大、小过桥线要求用涤纶毡垫紧并用涤玻绳加固绑扎；
3.3.7 定子绕组在嵌线时应按记录放置Pt100测温元件，并引接到端子盒内固定；
3.3.8 试验：
a．匝间冲击试验：10900伏3次；
b．对地交流耐压：
线圈嵌线后：11000伏，历时10秒种；
线圈接头后：9000伏，历时10秒种；
3.4 定子浸渍、烘焙：（VPI工艺）
3.4.1 预烘：将定子送入真空加热罐内，边升温，边抽真空，最终温度120℃，真空度1000~2000Pa，6~8小时。在干燥过程中，定期测定绝缘电阻，直至稳定；
3.4.2 冷却：停止加热并排风自然降温，定时监测温度，自然冷却到40～55℃，从罐内吊出定子，各螺口和配合止口处涂硅脂保护；
3.4.3 输漆：将定子吊入真空浸漆罐中，抽真空至100Pa，保持30分钟后进行输漆，使漆面浸没全部绕组；
3.4.4 加压：分阶段解除真空逐渐加压，最后阶段压力为0.5Mpa，保压时间按电机具体情况而定，一般为2~6小时；
3.4.5 回漆：罐内压力不大于0.15~0.2Mpa，30分钟；
3.4.6 滴漆：减压到大气压，滴漆30~60分钟，同时清揩定子铁心等处剩漆；
3.4.7 固化：将定子送入真空加热罐内，逐步升温至80℃，抽真空至2000Pa，保持60分钟，然后升温至145±5℃，保温8小时；
3.4.8 清理铁芯表面、止口，螺孔等处残留绝缘漆；
3.5 引线电缆采用F级JEHF-6KV级乙丙橡胶绝缘引出线。
3.6 试验：
3.6.1 定子线圈三相电阻的测定；
3.6.2 定子线圈、测温元件对地绝电阻的测定；
3.6.3 定子线圈吸收比测定；
3.6.4 直流泄漏试验： 18000伏；
3.6.5 交流耐压试验：13000伏，历时一分钟。
3.7定子铁心和线圈端部喷8037抗弧覆盖漆一次。
4、定子线圈嵌装：
4.1 槽内垫条、槽楔材料为环氧玻璃布板；
4.2 端箍和支架绝缘：端箍和支架外半叠包F级绝缘的环氧粉云母带，与线圈接触部位垫涤纶毡，外半叠包玻璃丝带一层；
4.3 端部固定采用涤玻绳绑扎；
4.4 线圈引线和接头全部采用银焊；
4.5 接头绝缘和连接线绝缘：接头绝缘包F级绝缘环氧粉云母带，外包玻璃丝带一层；
4.6 定子绕组大、小过桥线要求用涤玻绳加固绑扎，引线电缆采用F级JFEH-6KV伏级乙丙橡胶绝缘引出线。
4.7 定子绕组在嵌线时应按记录放置Pt100测温元件。
5、定子铁心和线圈端部喷抗弧覆盖漆一次。
6、增加换相变极接线箱，改变接线柱的连接方式，可实现不同转速运行，电机换相变极接线箱应具备良好的防潮散热性，换相箱应防潮、防尘。
7、在电机换相变极接线箱上打上新铭牌，注明高低速两种运行情况下的技术参数；接线箱应清楚地标明高、低速两种运行方式下的接线方式、对操作人员能起到明显的指导作用。
7.1 工作原理：
注：此图为双CT串入式，电流互感器的接入需根据用户实际情况进行改动。
7.2 高低速切换图：

8、电机改造后，应保证电机铭牌出力，空载试运振动幅值不大于0.03mm，运行中振动值不超标，定子铁芯温升符合<<GB12350-2009>>规定(不大于110℃)。
五、工期：
自电机从甲方现场拉走，三十个工作日内完成改造，将电机送返甲方。
六、质量保证：
1.电机在乙方改造过程中因乙方责任引起的部件损坏，由乙方负责修复或更换。
2.电机修理后，乙方应保证电机铭牌出力，运行中振动不超标，定、转子铁芯不异常发热，无其它异常现象。
3.电机改造后质保情况：对改造中所涉及的部分质保期一年（定子绕组、切换箱等），在质保期内，若因乙方质量引起的故障，乙方应负全部责任并免费修理和负责设备的运输。
七、其它
1.电机往返运输由乙方负责。
2.本方案未注明项的技术要求执行同类型电机出厂标准。
3.未尽事宜，电机改造过程中双方友好协商解决。
八、通讯方式：
李丞文 13462383832 03733092795

哈尔滨电机厂新火电机修造厂
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