电厂中继泵运行中问题分析及改进措施

1.概况

    我厂三台中继泵为汽机公用设备，中继泵型号J122——2，为鼠笼式电动机，额定容量185 kw，额定电压380v，额定电流331A，额定转速2960r/min。其主要作用是将经化学处理过的除盐水送至凝汽器，以保证凝汽器水位在允许范围以内。每年的九月份至次年的五、六月份，尤其在冬季供热任务重的时候，就要频繁启动中继泵以保证汽水的平衡，最频繁时半小时启动一次，每次运行半小时，这样一天需启动24次。当频繁启动时，在转子鼠笼条与端环连接区域极易产生过热，断裂，导致转子损坏，对定子端部绕组绝缘也将产生极大威胁。据不完全资料统计，三台中继泵已共烧坏过九次，在电机大修中发现三台电机均有不同程度的定子绕组主绝缘破坏、匝间短路现象。每台低压电机大约价值4万元，仅这一项的经济损失就达36万元。随着电力系统改革的深入，电厂将面临更严峻的竞争，如何降低厂用电率，节约发电成本，使机组经济安全运行也就成为我们重视的问题。

    2.中继泵运行中存在问题分析

    中继泵启动方式为全压启动。在全压启动方式下，一般鼠笼式电动机的启动5-7倍，启动转矩为额定转矩的1-2倍。

    2.1中继泵频繁启动对电机的危害

    2.1.1有定子绕组绝缘损坏、磨损，匝间短路。其原因有；一是鼠笼式电机全压启动时，启动转矩较小，启动时间较长，加之启动电流很大，电机频繁启动过程中，定子绕组在热及电场作用下，使绝缘逐渐老化，这种劣化的绝缘材料在很低的过电压下就容易被击穿，致使绝缘损坏，匝间短路等故障。二是电动机启动过程中将产生的较大冲击力，由于频繁启动，会使端部绕组绑扎松驰，线棒产生较大的位移，引发线棒疲劳磨损故障。

    2.1.2转子鼠笼条与端环连接区域发生断裂。其原因是电动机启动时，转子导条承受很大的热应力和机械离心力，最易使笼条断裂，尤其是对二极高速电动机（接近3000r/min）。

    据计算与测量，启动时，笼条短时温度可达300℃，温升速度很快，使机械强度迅速下降，并由于电流的集肤效应，沿笼条高度方向电流分布是不均匀的，因而存在一个很大的温差，可达几十度，使笼条产生热应力。另外，由于漏磁的作用，使笼条产生很大的电磁力，这个力与电流平方成正比，把笼条拉向槽底，并以电流的二倍频率振动，使笼条疲劳断裂。启动频繁或重载启动，这种破坏作用加剧。

    2.2中继泵的频繁启动对开关的危害

    中继泵的开关型号为DW15-C630型，额定电流为630A瞬时断流6300A，开关的灭弧栅相互绝缘的镀铜钢片组成，灭弧性能较差，中继泵的每次启停都会在开关触头间产生高温电弧，长期的频繁启动使高温电弧产生的热量加重触头的氧化程度，触头间的接触电阻越来越大，将开关的主触头烧粘、损坏、甚至导致开关爆炸，引起事故的扩大。据资料统计，三台中继泵运行至今已烧坏8台开关。

    2.3中继泵的频繁启动经济损失

    中继泵的频繁启动将导致电能的损耗增加，不利于节约发电成本。当中继泵补水量偏大时，需调整阀门的开度调节泵的出力，造成节流损失，经济性较差。

    3.对策

    3.1选用绕线式电动机改善电动机启动性能

    绕线式电动机的转子上绕有对称的三相绕组。正常运行时，三相绕组通过集电环引出的电阻短接。启动时，在转子绕组中串入一个启动电阻，达到了减小启动电流的目的。由于启动电阻可逐段切除，适当的串入启动电阻，可以使启动转矩达到电动机的最大转矩，缩短了启动过程。另外，转子串接电阻后，还可以进行调速。

    与鼠笼式电动机相比，它的特点是电动机结构复杂，造价高，操作维修不方便，维护工作量大。考虑到更换绕线式电动机后，虽然电机的启动性能得以改善，但并不能从根本上解决电机频繁启动的问题，而且还需更换新电机，投资较大，节能效果并不理想。

    3.2选用变频调速异步电动机

    变频调速电动机是通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速的。从异步电动机的转速公式：

    n=ns(1-s)=60f（1-s）/p

    式中：n——异步电动机的转速；
         ns——同步转数；
         s——转差率；
         f——电源频率；
         p——电机极对数。