淺談火力發(fā)電廠鍋爐給水泵的選擇

肖新

(新疆電力設(shè)計院，新疆 烏魯木齊 830002)

1 概述

鍋爐給水泵是電廠極其重要的輔機(jī)設(shè)備之一，其投資在全廠輔機(jī)中占有相當(dāng)大的比例。與此同時，給水泵的電機(jī)功率很大，運(yùn)行費(fèi)用高。因此，選擇合理的給水泵配置方案對于整個發(fā)電廠的造價及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到非常重要的作用。對于超臨界機(jī)組，給水泵組運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性顯得尤為重要。

本文章以常規(guī)350MW超臨界燃煤空冷供熱機(jī)組為例，結(jié)合《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)定》進(jìn)行給水泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，選擇合適的給水泵的配置方案。

2 給水泵驅(qū)動方式選擇

目前國內(nèi)350MW機(jī)組給水泵驅(qū)動方式有全電動驅(qū)動、汽動+電動備用泵、全汽動驅(qū)動三種方式。全電動給水泵常規(guī)配置為3×50%容量，兩臺運(yùn)行、一臺備用，全電動給水泵較多為300MW空冷機(jī)組以及北重330MW機(jī)型所配套。上汽、哈汽、東汽三大動力設(shè)備廠常規(guī)濕冷350MW機(jī)組所配套的給水泵均采用汽動+電動備用泵驅(qū)動方式，在國內(nèi)已投運(yùn)的電廠中較多采用汽動驅(qū)動方式，綜合比較上述驅(qū)動方式，有如下特點(diǎn):

⑴采用汽動給水泵，其汽源來自主汽輪機(jī)的低壓抽汽，有利于提高回?zé)嵯到y(tǒng)效率，從而提高機(jī)組整體熱效率，降低發(fā)電煤耗。

⑵從設(shè)備運(yùn)行可靠性方面分析，汽動泵采用單軸單缸低壓汽輪機(jī)，機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單、進(jìn)汽參數(shù)低、軸系短穩(wěn)定性好，其運(yùn)行可靠性較高且故障概率低于主汽輪機(jī)。

⑶50%電動給水泵配套電動機(jī)功率較大，采用全電動給水泵將會極大地提高機(jī)組的廠用電率，減少外供電量。與汽動泵采用機(jī)組已做過功的低壓抽汽相比經(jīng)濟(jì)性明顯偏低。常規(guī)350MW機(jī)組配置的50%容量電動給水泵其電動機(jī)為6kV，5600kW;30%容量的電動給水泵電動機(jī)為6kV，3600kW，若采用全電泵(3×50%容量)，廠用電將會有較多的增加。

⑷對于350MW機(jī)組，50%容量的電動給水泵其電機(jī)額定功率為5600kW，啟動時廠用電電壓波動大，不利于機(jī)組安全運(yùn)行，同時高壓廠用變壓器容量增大，并且增加6kV開關(guān)柜的數(shù)量，6kV段進(jìn)線開關(guān)遮斷容量增大。

綜上所述，不推薦采用全電動給水泵方案。

3 給水泵組配置方案及容量選擇

3.1 啟動或備用電動給水泵配置方案

隨著給水泵及其驅(qū)動汽輪機(jī)技術(shù)成熟，事故幾率越來越小，很多擴(kuò)建電廠有取消啟動電泵，汽泵直接啟動的經(jīng)驗(yàn)。另外從實(shí)際運(yùn)行情況來看，某些電廠雖然設(shè)置了備用電泵，但從未投用。根據(jù)計算結(jié)果，采用30%電動定速給水泵組，啟動或備用電泵初期投資為200萬元;采用30%電動調(diào)速給水泵組(含耦合器)，初期投資為360萬元。

綜上所述，取消備用電動給水泵，兩臺機(jī)組最多可節(jié)省720萬元，考慮電氣控制等方面的因素，則節(jié)省會更多。綜合考慮，推薦取消啟動或備用電動給水泵。

3.2 汽動給水泵配置方案

從優(yōu)化設(shè)計、提高機(jī)組運(yùn)行靈活性角度出發(fā)，推薦汽動給水泵組配置方案為:2×50%容量汽泵(以下簡稱方案一)。由《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)定》可知汽動給水泵組還有另一配置方案:1×100%容量汽泵(以下簡稱方案二)。下面將從運(yùn)行維護(hù)、初期投資等方面對兩種方案進(jìn)行詳細(xì)的對比分析，論證方案一的優(yōu)越性。

⑴兩方案運(yùn)行優(yōu)缺點(diǎn)比較

方案一:2×50%容量汽動泵方案，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行靈活，當(dāng)一臺電泵出現(xiàn)故障后，另一臺電泵可帶60%左右的負(fù)荷。另外50%容量汽動泵技術(shù)非常成熟，在國內(nèi)擁有大量運(yùn)行業(yè)績。缺點(diǎn)是管道和設(shè)備的占用空間增大，系統(tǒng)相對復(fù)雜一點(diǎn)。

方案二:1×100%容量汽動泵方案的優(yōu)點(diǎn)是能減少管道和設(shè)備的占用空間。缺點(diǎn)是運(yùn)行不夠靈活，當(dāng)汽動泵組故障時，只能停機(jī)檢修。

⑵兩方案初期投資經(jīng)濟(jì)性比較

表4－2是兩種方案的初期投資比較。

表4－2 初期投資比較(按單臺汽輪發(fā)電機(jī)組費(fèi)用統(tǒng)計，單位:萬元)

序號 設(shè)備 方案一 方案二1 給水泵汽輪機(jī)2×400=800 1×500=500 2汽動給水泵(含前置泵及電機(jī)，芯包、軸承均采用進(jìn)口產(chǎn)品) 2×390=780 1×680=680 4合計－400 1580 1180 5相對差值 基準(zhǔn)

僅從給水泵及驅(qū)動汽輪機(jī)初投資角度比較，雖然方案二比方案一節(jié)省投資約400萬元，但上節(jié)論述中已經(jīng)取消啟動或備用電動給水泵，從運(yùn)行靈活性角度出發(fā)，方案一顯然要優(yōu)于方案二。若要提高方案二的靈活性，須設(shè)置備用電動給水泵，而電泵設(shè)備投資、電氣控制、輔機(jī)安裝和管道投資等方面的造價將使方案二的經(jīng)濟(jì)性大打折扣。因此本階段推薦采用2× 50%容量汽泵方案。

4 結(jié)論

通過以上比較與分析可以看出，電泵方案雖然系統(tǒng)簡單，但初投資高，并且廠用電率大，影響電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，因而不推薦采用全電動給水泵方案。

隨著給水泵及其驅(qū)動汽輪機(jī)技術(shù)成熟，事故幾率越來越小，很多電廠有取消啟動電泵，汽泵直接啟動的經(jīng)驗(yàn)。另外從實(shí)際運(yùn)行情況來看，某些電雖然設(shè)置了備用電泵，但從未投用。故推薦取消啟動或備用電動給水泵。

2×50%容量汽動給水泵組技術(shù)成熟，業(yè)績眾多，事故率低于主機(jī)，采用2×50%容量汽動給水泵組技術(shù)上是可行并有保證的。取消啟動或備用電泵后，從機(jī)組運(yùn)行靈活性角度出發(fā)，2×50%容量汽動給水泵方案要優(yōu)于1×100%容量汽動給水泵方案。

綜上所述，推薦取消啟動或備用電動給水泵，僅采用二臺50%BMCR容量的汽動給水泵。

［1］《火電工程限額設(shè)計參考造價指標(biāo)(2011年水平)》

［2］《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)范》GB50660－2011

［3］邱麗霞.熱力發(fā)電廠.中國電力出版社.2008