中電投寧夏中衛(wèi)熱電廠2×350?MW工程給水泵選型方案

胡軍軍

摘 要：給水泵是汽輪機(jī)熱力循環(huán)中不可缺少的重要設(shè)備，該文就中電投寧夏中衛(wèi)熱電廠2×350 MW工程給水泵選型做專題分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較。針對(duì)350 MW超臨界機(jī)組2臺(tái)給水泵運(yùn)行方式耗用大量廠用電的實(shí)際問題，進(jìn)行了不同工況參數(shù)下的電泵出力試驗(yàn)，提出了本工程推薦每臺(tái)機(jī)組設(shè)置2×50%汽動(dòng)給水泵，給水泵汽輪機(jī)排汽直冷型式，兩臺(tái)機(jī)組設(shè)置1臺(tái)30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：350 MW ?超臨界機(jī)組 ?給水泵 ?選型

中圖分類號(hào)：TV663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（b）-0006-04

中電投寧夏中衛(wèi)熱電廠規(guī)模為2×350 MW級(jí)超臨界燃煤直接空冷熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。

本期工程安裝2臺(tái)350 MW級(jí)燃煤汽輪發(fā)電空冷機(jī)組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用前后墻對(duì)沖燃燒方式、平衡通風(fēng)、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。

（1）鍋爐容量和主要參數(shù)（東方鍋爐廠）。

過熱蒸汽：最大連續(xù)蒸發(fā)量

（B-MCR）∶1203 t/h。

額定蒸汽壓力：25.5 MPa·a。

額定蒸汽溫度：571 ℃。

再熱蒸汽：最大連續(xù)蒸發(fā)量蒸汽（B-MCR）∶970.49 t/h。

進(jìn)/出口額定蒸汽壓力：4.54/4.34 MPa·a。

進(jìn)/出口額定蒸汽溫度：326/569 ℃。

排煙溫度：119 ℃。

鍋爐保證效率（以低位發(fā)熱值為基準(zhǔn)）：93.8%。

（2）汽輪機(jī)容量和主要參數(shù)（哈爾濱汽輪機(jī)廠）。

銘牌功率：350 MW。

汽輪機(jī)型式：超臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽雙抽汽直接空冷凝汽式。

高壓主汽閥前主蒸汽額定壓力：24.2 MPa·a。

高壓主汽閥前主蒸汽額定溫度：566 ℃

中壓主汽閥前再熱蒸汽壓力90%汽機(jī)高壓缸排汽壓力（再熱系統(tǒng)壓降按10%高壓缸排汽壓力考慮）。

中壓主汽閥前再熱蒸汽額定溫度：566 ℃。

設(shè)計(jì)背壓工況：12.0 kPa·a。

TRL工況背壓：29 kPa·a（TRL）。

最終給水溫度約280.7 ℃。

轉(zhuǎn)速：3000 r/min。

旋轉(zhuǎn)方向（從汽輪機(jī)向發(fā)電機(jī)方向看）順時(shí)針。

最大允許系統(tǒng)周波擺動(dòng)：48.5～50.5 Hz。

一級(jí)工業(yè)抽汽（供汽）壓力：～1.5 MPa（調(diào)整抽汽）。

一級(jí)工業(yè)抽汽（供汽）溫度：～406 ℃。

一級(jí)工業(yè)抽汽量：116.5 t/h（額定工業(yè)用汽）。

最大工業(yè)抽汽量：350 t/h。

采暖抽汽壓力：～0.4 MPa（調(diào)整抽汽）。

采暖抽汽溫度：～293.2 ℃。

額定采暖抽汽量：378 t/h。

平均采暖抽汽量：254 t/h。

最大采暖抽汽量：550 t/h。

冷卻方式：?jiǎn)卧瓶諝庵苯永鋮s機(jī)力通風(fēng)。

1 直接空冷機(jī)組給水泵的配置方案

1.1 給水泵的配置

目前，國(guó)內(nèi)直接空冷機(jī)組給水泵的驅(qū)動(dòng)配置方案，對(duì)于300 MW級(jí)直接空冷機(jī)組，一般均配置3×50%電動(dòng)給水泵;對(duì)于600 MW直接空冷機(jī)組，2005年前投運(yùn)的600 MW級(jí)直接空冷機(jī)組大多也采用3×50%電動(dòng)給水泵的驅(qū)動(dòng)方式。但采用電泵方案的機(jī)組增加了廠用電率，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的調(diào)度方式，會(huì)降低電廠的售電收益。故結(jié)合電廠的標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)、水資源等因素經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)比較后，近幾年，直接空冷機(jī)組均出現(xiàn)了配置汽動(dòng)給水泵的要求和趨勢(shì)。當(dāng)給水泵采用小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)排汽可采用濕冷、間接空冷或直接空冷方案。例如，已投運(yùn)的大唐托克托電廠三期的2×50%汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)采用濕冷方案，華能銅川電廠600 MW空冷亞臨界機(jī)組2×50%汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)采用間接空冷方案，大唐山西臨汾熱電廠300 MW直接空冷亞臨界機(jī)組配置的1×100%汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)與主機(jī)采用同一冷卻系統(tǒng)。國(guó)電布連2×600 MW超臨界直接空冷機(jī)組電廠配置1×100%汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)方案。

綜上所述，直接空冷機(jī)組給水泵的驅(qū)動(dòng)配置可選方案主要形式如下。

（1）電動(dòng)調(diào)速給水泵方案。

①3×50%電泵，兩用一備。

②2×50%電泵，不設(shè)備用。

（2）汽動(dòng)給水泵方案：給水泵汽輪機(jī)根據(jù)實(shí)際條件可采用單獨(dú)濕冷、單獨(dú)間冷或與大機(jī)共用直冷方案。給水泵配置方案。

①2×50%汽泵+1×30%啟動(dòng)備用調(diào)速電泵。

②2×50%汽泵+1×30%啟動(dòng)定速電泵（兩臺(tái)機(jī)組共用）。

③2×50%汽泵，不設(shè)啟動(dòng)電泵。

④1×100%汽泵+1×30%啟動(dòng)備用調(diào)速電泵（兩臺(tái)機(jī)組共用）。

⑤1×100%汽泵+1×30%啟動(dòng)定速電泵。

⑥1×100%汽泵，不設(shè)啟動(dòng)（備用）電泵。

就本小節(jié)分析可見，給水泵可選配置方案較多，下文針對(duì)三種代表性方案深入分析。

1.2 熱經(jīng)濟(jì)性比較

按直接空冷機(jī)組給水泵的驅(qū)動(dòng)配置方案，可選擇以下三種具有代表性的方案進(jìn)行比較。

2×50%電動(dòng)調(diào)速給水泵且不帶備用電泵。

2×50%汽動(dòng)給水泵和1×30%啟動(dòng)定速電泵（2臺(tái)機(jī)組共用）。

1×100%汽動(dòng)給水泵和1×30%啟動(dòng)備用調(diào)速電泵（兩臺(tái)機(jī)組共用）（表1）。

就熱經(jīng)濟(jì)性分析，1×100%汽泵方案最優(yōu)，2×50%電泵方案最差。

1.3 初投資的比較（按兩臺(tái)機(jī)組計(jì)列）

給水泵初投資按以下三種具有代表性的方案進(jìn)行比較。

2×50%電動(dòng)調(diào)速給水泵且不帶備用電泵。

2×50%汽動(dòng)給水泵和1×30%啟動(dòng)定速電泵（2臺(tái)機(jī)組共用）。

1×100%汽動(dòng)給水泵和1×30%啟動(dòng)備用調(diào)速電泵（2臺(tái)機(jī)組共用）。

表2為兩臺(tái)機(jī)組數(shù)據(jù)。

就初投資而言，2×50%電泵方案最小，1×100%汽泵方案次之，2×50%汽泵方案最大。

綜合投資經(jīng)濟(jì)性比較。

根據(jù)上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)，按現(xiàn)行年實(shí)際貸款利率i=6.55%，償還年限n=15年，發(fā)電利用小時(shí)數(shù)5500小時(shí)，按最小年費(fèi)用發(fā)評(píng)價(jià)，最小年費(fèi)用計(jì)算按

A=P·I（1+I）n/（（1+I）n-1）+R+S=

0.1067P+R+S

A為年費(fèi)用;

P為初投資;

R為年運(yùn)行、收益費(fèi)（含電費(fèi)、檢修維護(hù)費(fèi)，見下表說明）;

n為經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)年（15年）;

I為年利率（貸款）0.0655;

S為系統(tǒng)費(fèi)用，此處取零。

設(shè)備購(gòu)置費(fèi)年值計(jì)算按下表邊界條件，計(jì)算結(jié)果如表3。

按最小年費(fèi)用法，計(jì)算三個(gè)方案的運(yùn)行收益差額如下。

從表4比較可看出：2×50%汽泵方案較2×50%電泵方案全廠年凈收益高1249.4萬(wàn)元;1×100%汽泵方案較2×50%電泵方案全廠年收益高1417.09萬(wàn)元;1×100%汽泵方案較2×50%汽泵方案全廠年收益高168.5萬(wàn)元。

對(duì)于按發(fā)電機(jī)端出力調(diào)度機(jī)組運(yùn)行的模式，考慮初投資、燃煤費(fèi)用后，年運(yùn)行收益汽動(dòng)給水泵比電動(dòng)給水泵好。

根據(jù)國(guó)內(nèi)機(jī)組機(jī)爐電匹配、銘牌功率標(biāo)定的原則，機(jī)組的銘牌功率未扣除廠用電功率，目前我國(guó)電網(wǎng)的調(diào)度特點(diǎn)是按照發(fā)電機(jī)端的輸出功率進(jìn)行調(diào)度，但發(fā)電廠真正的售電收益是扣除廠用電后的變壓器端的上網(wǎng)電量。發(fā)電廠廠用電越低售電收益越高，故在一定的投資成本范圍內(nèi)降低電廠各大功率輔機(jī)的廠用電來獲取多的售電收益，以提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

鍋爐給水泵是電廠中最重要的輔機(jī)設(shè)備之一，投資在全廠輔機(jī)中占有相當(dāng)大的比例。同時(shí)給水泵的功率很大，占廠用電的比例也較大。隨著火電機(jī)組蒸汽參數(shù)的提高，給水泵組的功耗與機(jī)組額定功率的比值相應(yīng)增大，對(duì)于350 MW超臨界機(jī)組，合理的選擇給水泵的驅(qū)動(dòng)型式對(duì)于整個(gè)發(fā)電廠的造價(jià)及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著非常重要的作用。

對(duì)于汽輪機(jī)而言，根據(jù)加工制造的通用性，無(wú)論選用電泵或汽泵方案均采用同一機(jī)型。在最大工況下具有相同的通流能力。采用電泵或汽泵方案是通過改變通流量來確定機(jī)組銘牌出力。對(duì)于鍋爐及發(fā)電機(jī)而言，一般按汽輪機(jī)最大工況的通流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，造價(jià)也不會(huì)發(fā)生變化。故無(wú)論采用汽動(dòng)給水泵還是電動(dòng)給水泵方案，三大主機(jī)價(jià)格基本保持不變。

綜上所述，本工程推薦采用汽動(dòng)給水泵方案，兩種汽泵配置方案的綜合經(jīng)濟(jì)分析都優(yōu)于電泵，1×100%汽泵方案較2×50%汽泵方案全廠年收益高168.5萬(wàn)元。下文繼續(xù)從熱電機(jī)組特點(diǎn)等方面深入分析選擇兩種汽泵配置的某一種。

2 汽動(dòng)給水泵配置

2.1 可靠性

采用1×100%全容量汽動(dòng)給水泵，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)，而且100%汽泵小機(jī)的熱耗要比采用2×50%容量配置的小機(jī)低，有利于提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但當(dāng)100%全容量汽動(dòng)給水泵組故障時(shí)，如配置有備用功能的電動(dòng)給水泵，則機(jī)組靠電泵維持低負(fù)荷運(yùn)行，無(wú)需停機(jī)。如配置為啟動(dòng)泵不是備用電泵或未配置電動(dòng)泵，則機(jī)組需停運(yùn)。

采用2×50%容量的汽動(dòng)泵配置方式，運(yùn)行靈活。當(dāng)一臺(tái)汽動(dòng)泵組故障解列時(shí)，另一臺(tái)汽動(dòng)給水泵還可以運(yùn)行，并維持機(jī)組約50%的負(fù)荷，提高了電廠運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

2.2 控制系統(tǒng)比較

兩個(gè)方案控制系統(tǒng)比較如表5所示。

2.3 檢修費(fèi)用

日常的檢修維護(hù)費(fèi)由于無(wú)統(tǒng)計(jì)資料，但1×100%汽泵方案泵系統(tǒng)較2×50%汽泵方案簡(jiǎn)單，1×100%汽泵方案日常檢修維護(hù)費(fèi)應(yīng)低于2×50%汽泵方案。根據(jù)有關(guān)資料粗略估計(jì)，2×50%汽泵方案較1×100%汽泵方案增加10萬(wàn)元/年。

2.4 安裝情況對(duì)比

對(duì)于給水管道而言，當(dāng)采用1×100%汽動(dòng)泵時(shí)、與2×50%汽動(dòng)泵比，會(huì)減少給水管道的材料量，由于各種方法的布置不同，此次對(duì)比不計(jì)列給水材料量、小機(jī)供汽管道材料量和閥門材料等費(fèi)用。

2.5 供熱的安全性和可靠性

2.5.1 熱負(fù)荷要求

依據(jù)可研階段等資料，本工程熱負(fù)荷包括對(duì)外工業(yè)供汽和采暖供熱，其要求如下。

（1）工業(yè)負(fù)荷。

①最大對(duì)外供汽流量為300 t/h，平均每臺(tái)機(jī)組為150 t/h。（可研審查意見）

②平均對(duì)外供汽流量為233 t/h，平均每臺(tái)機(jī)組為116.5 t/h。

③最小對(duì)外供汽流量為200 t/h，平均每臺(tái)機(jī)組為100 t/h。

（2）采暖負(fù)荷。

①設(shè)計(jì)熱負(fù)荷：當(dāng)室外氣溫達(dá)為采暖期室外計(jì)算溫度時(shí)，561 MW熱負(fù)荷對(duì)應(yīng)的采暖抽汽流量應(yīng)為757 t/h，平均每臺(tái)機(jī)組抽汽量為378.5 t/h。

②平均熱負(fù)荷：在采暖初期和末期，室外氣溫較高時(shí)，根據(jù)冬季采暖期室外平均溫度計(jì)算出的采暖抽汽流量為508 t/h，每臺(tái)機(jī)組為254 t/h。

2.5.2 主機(jī)抽汽能力分析

（1）單抽最大抽汽能力。

①按汽機(jī)技術(shù)協(xié)議，在采暖抽汽量為0 t/h工況下，最大工業(yè)抽汽能力為350 t/h，抽汽參數(shù)為1.5 MPa·a，抽汽為406.4 ℃（按熱平衡圖）。

②按汽機(jī)技術(shù)協(xié)議，在工業(yè)抽汽量為0 t/h工況下，最大采暖抽汽能力為550 t/h，抽汽參數(shù)為0.4 MPa·a，抽汽為295.8 ℃（按熱平衡圖）。

（2）額定雙抽工況。

工業(yè)抽汽參數(shù)為：1.5 MPa（a），406.4 ℃，抽汽量116.5t/h;采暖抽汽參數(shù)為0.4 MPa（a），295.8 ℃，抽汽量378 t/h。均為調(diào)整抽汽（單臺(tái)機(jī)數(shù)據(jù)，按熱平衡圖）。

（3）最大雙抽工況。

工業(yè)抽汽參數(shù)為：1.5 MPa（a），406.4 ℃，抽汽量116.5 t/h;此時(shí)，采暖抽汽參數(shù)為0.4 MPa（a），308.1 ℃，最大抽汽量440 t/h單臺(tái)機(jī)數(shù)據(jù)，按熱平衡圖）。

（4）機(jī)組負(fù)荷50%負(fù)荷下。

在采暖抽汽量為0 t/h情況下，工業(yè)抽汽能力約200 t/h;在工業(yè)抽汽量為0 t/h情況下，采暖抽汽能力約為350 t/h。

2.5.3 給水泵配置方案對(duì)供熱安全性和可靠性的影響分析

（1）給水泵配置按2×50%BMCR汽泵方案。

①采暖期兩臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行工況。

當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組均正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)組不僅可以滿足對(duì)外工業(yè)抽汽所需的最大流量300 t/h（2×150 t/h），也可以滿足對(duì)對(duì)外采暖供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷所需的抽汽量756 t/h（2×378 t/h）要求，即滿足最大工業(yè)用汽前提下滿足額定采暖。

②采暖期一臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行，另一臺(tái)機(jī)組的一臺(tái)給水泵故障停運(yùn)工況。

所選機(jī)型在50%負(fù)荷下可抽取采暖抽汽量約200 t/h。這種情況下，正常運(yùn)行機(jī)組的工業(yè)抽汽量可設(shè)定為233 t/h，以便滿足額定工業(yè)熱負(fù)荷的要求，采暖抽汽量調(diào)整為320 t/h，由此可以看出，這種運(yùn)行工況下可以滿足額定工業(yè)抽汽流量的要求，同時(shí)也可以滿足設(shè)計(jì)采暖熱負(fù)荷200 t/h+320 t/h

=520 t/h，約為額定采暖抽汽量756 t/h的68.8%，符合相關(guān)規(guī)范要求。

③非采暖期兩臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行工況。

由以上機(jī)組的工業(yè)抽汽能力可以看出，可滿足工業(yè)抽汽的最大需求。

④非采暖期一臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行，另一臺(tái)機(jī)組的一臺(tái)給水泵故障停運(yùn)工況。

這種情況下，正常運(yùn)行機(jī)組的工業(yè)抽汽量可調(diào)整到最大抽汽量350 t/h，即可滿足最大對(duì)外工業(yè)抽汽流量的要求。

（2）給水泵配置按1×100%BMCR汽泵方案。

①采暖期兩臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行工況。

這種運(yùn)行工況下機(jī)組的供熱能力既可以滿足最大對(duì)外工業(yè)供汽要求，也可以滿足對(duì)外采暖供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的要求。

②采暖期一臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行，另一臺(tái)機(jī)組的給水泵故障停運(yùn)工況。

這種情況下，由于沒有備用給水泵故對(duì)應(yīng)機(jī)組必須停運(yùn)，此時(shí)一臺(tái)運(yùn)行機(jī)組的對(duì)外供熱的可能運(yùn)行方案如下：

運(yùn)行方案一：滿足額定工業(yè)抽汽233 t/h的要求，在此前提下采暖抽汽量此時(shí)只能抽取約320 t/h，約為設(shè)計(jì)采暖熱負(fù)荷（758 t/h）的42%，低于相關(guān)規(guī)范60%～75%熱負(fù)荷的最低要求值。

運(yùn)行方案二：滿足設(shè)計(jì)采暖熱負(fù)荷的60%，則采暖抽汽量約為455 t/h，在此前提下機(jī)組此時(shí)能夠抽取的工業(yè)抽汽量約為：110 t/h，不能滿足最小工業(yè)供汽流量200 t/h的要求。

③非采暖期兩臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行工況。

由以上機(jī)組的工業(yè)抽汽能可以看出，可以滿足工業(yè)抽汽的最大需求。

④非采暖期一臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行，另一臺(tái)機(jī)組的給水泵故障停運(yùn)工況。

這種情況下，一臺(tái)正常運(yùn)行機(jī)組的工業(yè)抽汽量可調(diào)整到最大抽汽量298 t/h，能滿足最大工業(yè)蒸汽流量要求。

綜上所述，由于本工程為熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，且對(duì)外供熱量較大，為了保證對(duì)外供熱的安全性和可靠性，顯然每臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)50%BMCR容量的給水泵方案優(yōu)于配一臺(tái)100%BMCR容量的給水泵方案，因此，推薦每臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)鍋爐給水泵。

3 汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)排汽冷卻型式

汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)排汽冷卻型式有自帶凝汽器濕冷、自帶凝汽器間冷、直冷（即排大機(jī)）三種型式。

給水泵汽輪機(jī)排汽采用間冷與直冷型式耗水量小。采用濕冷型式時(shí)耗水量大，與主機(jī)采用空冷機(jī)組的節(jié)水宗旨不符，故不推薦使用濕冷型式。

對(duì)于間冷與直冷型式需采用適應(yīng)高背壓運(yùn)行的間冷及直接空冷給水泵汽輪機(jī)，即給水泵汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要按照空冷特點(diǎn)設(shè)計(jì)，并要求給水泵汽輪機(jī)的報(bào)警、跳閘背壓不應(yīng)低于主機(jī)。隨著排汽壓力的升高，給水泵汽輪機(jī)的排汽溫度也相應(yīng)升高，對(duì)排汽缸材料、結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)要求提高。

給水泵汽輪機(jī)采用間冷方案，在夏季間冷塔的循環(huán)水溫度較高（>45 ℃）滿足不了主冷油器、氫冷器及輔助設(shè)備對(duì)冷卻水溫的要求，不可與輔助設(shè)備共設(shè)一套冷卻水系統(tǒng)。需為給水泵汽輪機(jī)及輔助設(shè)備設(shè)置各自獨(dú)立的間冷塔、機(jī)力塔。間冷給水泵汽輪機(jī)背壓運(yùn)行的范圍小于主汽輪機(jī)，受環(huán)境大風(fēng)影響稍延遲于主汽輪機(jī)，其運(yùn)行對(duì)主機(jī)及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性影響較小。此方案為系統(tǒng)最復(fù)雜、占地面積大、間冷給水泵汽輪機(jī)須單獨(dú)設(shè)置凝汽器及其抽真空系統(tǒng)、凝結(jié)水泵系統(tǒng)、冷卻塔。但節(jié)水效果好、安全可靠性較高。

給水泵汽輪機(jī)排汽采用直接空冷系統(tǒng)的控制、運(yùn)行已有經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單、節(jié)水效果好。但因?yàn)榭绽渌姆纼鰡栴}需要設(shè)置啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。對(duì)于直接空冷機(jī)組，由于空冷機(jī)組汽機(jī)背壓高，隨氣溫變化頻繁，采用直接空冷汽動(dòng)給水泵排汽接入主機(jī)排汽裝置，給水泵汽輪機(jī)運(yùn)行工況變化頻繁、調(diào)節(jié)復(fù)雜、和主機(jī)搶汽、給水流量降低，在夏季和秋季大風(fēng)時(shí)易引起給水泵汽輪機(jī)跳機(jī)，本工程是工業(yè)抽汽機(jī)組，但工業(yè)抽汽量較小，在與汽機(jī)廠研究配合后，也模擬在夏季和秋季大風(fēng)時(shí)機(jī)組背壓升高情況，機(jī)組均能提供額定工業(yè)抽汽負(fù)荷，且能安全運(yùn)行。

本工程推薦采用汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)直冷排大機(jī)型式。

4 電動(dòng)給水泵選擇

4.1 電動(dòng)給水泵功能

當(dāng)汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)采用直冷排大機(jī)型式時(shí)，考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，需設(shè)置電動(dòng)給水泵。電動(dòng)給水泵有兩種用途：第一作為啟動(dòng)/備用泵;第二是作為啟動(dòng)泵。

啟動(dòng)/備用泵：其作用不僅要滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)流量和壓力的要求。同時(shí)，在機(jī)組運(yùn)行過程中，處于熱備用，當(dāng)一臺(tái)汽動(dòng)給水泵發(fā)生故障時(shí)，能與另一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并列運(yùn)行，維持機(jī)組在盡量高的負(fù)荷下運(yùn)行。

啟動(dòng)泵：在鍋爐吹管階段及機(jī)組啟動(dòng)過程中，滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)流量和壓力要求。在一定負(fù)荷下切換到汽泵后，即切除退出給水系統(tǒng)。

作為啟動(dòng)功能，電動(dòng)給水泵的選擇必須滿足以下要求。

（1）滿足超臨界鍋爐最小直流負(fù)荷的要求。

（2）在鍋爐吹管階段及機(jī)組啟動(dòng)沖洗過程中，滿足機(jī)組流量和壓力要求。

（3）滿足機(jī)組達(dá)到某一負(fù)荷后，產(chǎn)生的蒸汽能供給小汽機(jī)高壓進(jìn)汽，并足以驅(qū)動(dòng)小汽機(jī)帶動(dòng)給水泵供給鍋爐所需的給水流量和壓力。從而達(dá)到切除電泵的目的。

而對(duì)于啟動(dòng)/備用功能，電動(dòng)給水泵除必須考慮上述要求外，還要求具有足夠高的揚(yáng)程，以實(shí)現(xiàn)與一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，保證機(jī)組能在盡量高的負(fù)荷下運(yùn)行。而機(jī)組運(yùn)行方式不同，配置的電動(dòng)給水泵容量不同，兩泵并列運(yùn)行時(shí)所能維持的機(jī)組負(fù)荷就不同。

4.2 電動(dòng)給水泵功能比較

設(shè)置電泵的優(yōu)勢(shì)在于啟停靈活，調(diào)試方便。缺點(diǎn)則是大大的增加了投資。

給水泵揚(yáng)程的確定是根據(jù)省煤器入口給水壓力、除氧器水箱壓力、鍋爐省煤器入口與除氧器水箱水位間的水柱凈壓差和給水管道的總流動(dòng)阻力計(jì)算。作為啟動(dòng)/備用的電動(dòng)給水泵，由于要實(shí)現(xiàn)與汽動(dòng)泵并聯(lián)來維持機(jī)組的高負(fù)荷運(yùn)行，要求其揚(yáng)程和汽動(dòng)給水泵的揚(yáng)程接近。而僅具有啟動(dòng)功能的電動(dòng)泵，其揚(yáng)程僅考慮保證滿足機(jī)組從啟動(dòng)到與汽動(dòng)泵完成切換的過程即可。通常汽動(dòng)泵在機(jī)組負(fù)荷約25%～30%時(shí)投入運(yùn)行，在此負(fù)荷范圍內(nèi)，省煤器所需的進(jìn)口壓力較低，因此，僅啟動(dòng)用的電動(dòng)給水泵揚(yáng)程比同時(shí)具有備用功能的電動(dòng)給水泵低的多，泵的軸功率和電動(dòng)機(jī)功率也較小，因此投資方面也比啟動(dòng)/備用泵低。

對(duì)于電泵的備用功能，通過對(duì)給水泵生產(chǎn)廠家和有關(guān)電廠的調(diào)研，給水泵汽輪機(jī)的可靠性可以與主汽輪機(jī)相比，而給水泵事故率也很低，從而電泵備用功能的重要性已逐漸降低。目前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的汽動(dòng)給水泵運(yùn)行情況良好。從實(shí)際情況看，電動(dòng)備用泵也較難完成緊急備用的目的：如果要具有緊急備用功能，備用條件比較復(fù)雜，電泵的油系統(tǒng)須經(jīng)常運(yùn)行，泵始終處于熱備用狀態(tài);泵出口電動(dòng)閘閥常開，逆止門長(zhǎng)期承受高壓;熱控應(yīng)考慮電泵并入的給水調(diào)節(jié);電氣需要設(shè)置電泵的自動(dòng)投入等，諸多條件中有一項(xiàng)不能滿足就不能實(shí)現(xiàn)。而且在大容量機(jī)組中，由于電動(dòng)給水泵的功率很大，當(dāng)給水泵緊急啟動(dòng)時(shí)，由于電氣電源電壓波動(dòng)、液力耦合器和最小流量閥響應(yīng)速度等原因，電動(dòng)給水泵較難實(shí)現(xiàn)作為汽動(dòng)給水泵的緊急備用，往往當(dāng)汽動(dòng)給水泵故障時(shí)，只能依靠快速減負(fù)荷功能先保證機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行或停機(jī)，然后再啟動(dòng)電動(dòng)給水泵;350MW機(jī)組30%容量電動(dòng)調(diào)速備用泵價(jià)格約250萬(wàn)元，30%容量電動(dòng)定速啟動(dòng)泵的價(jià)格約180萬(wàn)元，價(jià)差70萬(wàn)元。相關(guān)電氣費(fèi)用也可相應(yīng)較多。

在有可靠啟動(dòng)汽源的電廠，對(duì)于采用自然通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)單獨(dú)冷卻汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組，可取消啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，考慮采用多段強(qiáng)制通風(fēng)間接空冷換熱器，以解決防凍問題。對(duì)于采用機(jī)械通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)單獨(dú)冷卻汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組，可取消啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，可采用循環(huán)水不上塔運(yùn)行，旁路運(yùn)行方式解決。

對(duì)于采用汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)直冷型式，需考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，如不設(shè)置電動(dòng)啟動(dòng)泵，則在冬季，機(jī)組調(diào)試、啟動(dòng)期間，需啟動(dòng)空冷系統(tǒng)，不利于空冷換熱器的防凍，故對(duì)于大小機(jī)共用直冷的機(jī)組，一般宜設(shè)置啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過以上綜合分析論述，本工程推薦每臺(tái)機(jī)組設(shè)置2×50%汽動(dòng)給水泵，給水泵汽輪機(jī)排汽直冷型式，2臺(tái)機(jī)組設(shè)置1臺(tái)30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 苗榮福，張英文.大型火電機(jī)組給水泵選型配置分析[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006，16（11）：268-269.

[2] 寇建玉.1000MW超超臨界空冷機(jī)組給水泵選型探討[J].電力技術(shù)，2010（7）.

[3] 朱松強(qiáng)，鄭重理.300MW機(jī)組給水泵選型和試運(yùn)行情況分析[J].中國(guó)電力，1998，31（11）：62-64.

[4] 朱斌帥，李仰義，宋國(guó)亮.供熱機(jī)組熱網(wǎng)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)節(jié)能優(yōu)化[J].節(jié)能技術(shù)，2014（4）.

本工程推薦采用汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)直冷排大機(jī)型式。

4 電動(dòng)給水泵選擇

4.1 電動(dòng)給水泵功能

當(dāng)汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)采用直冷排大機(jī)型式時(shí)，考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，需設(shè)置電動(dòng)給水泵。電動(dòng)給水泵有兩種用途：第一作為啟動(dòng)/備用泵;第二是作為啟動(dòng)泵。

啟動(dòng)/備用泵：其作用不僅要滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)流量和壓力的要求。同時(shí)，在機(jī)組運(yùn)行過程中，處于熱備用，當(dāng)一臺(tái)汽動(dòng)給水泵發(fā)生故障時(shí)，能與另一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并列運(yùn)行，維持機(jī)組在盡量高的負(fù)荷下運(yùn)行。

啟動(dòng)泵：在鍋爐吹管階段及機(jī)組啟動(dòng)過程中，滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)流量和壓力要求。在一定負(fù)荷下切換到汽泵后，即切除退出給水系統(tǒng)。

作為啟動(dòng)功能，電動(dòng)給水泵的選擇必須滿足以下要求。

（1）滿足超臨界鍋爐最小直流負(fù)荷的要求。

（2）在鍋爐吹管階段及機(jī)組啟動(dòng)沖洗過程中，滿足機(jī)組流量和壓力要求。

（3）滿足機(jī)組達(dá)到某一負(fù)荷后，產(chǎn)生的蒸汽能供給小汽機(jī)高壓進(jìn)汽，并足以驅(qū)動(dòng)小汽機(jī)帶動(dòng)給水泵供給鍋爐所需的給水流量和壓力。從而達(dá)到切除電泵的目的。

而對(duì)于啟動(dòng)/備用功能，電動(dòng)給水泵除必須考慮上述要求外，還要求具有足夠高的揚(yáng)程，以實(shí)現(xiàn)與一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，保證機(jī)組能在盡量高的負(fù)荷下運(yùn)行。而機(jī)組運(yùn)行方式不同，配置的電動(dòng)給水泵容量不同，兩泵并列運(yùn)行時(shí)所能維持的機(jī)組負(fù)荷就不同。

4.2 電動(dòng)給水泵功能比較

設(shè)置電泵的優(yōu)勢(shì)在于啟停靈活，調(diào)試方便。缺點(diǎn)則是大大的增加了投資。

給水泵揚(yáng)程的確定是根據(jù)省煤器入口給水壓力、除氧器水箱壓力、鍋爐省煤器入口與除氧器水箱水位間的水柱凈壓差和給水管道的總流動(dòng)阻力計(jì)算。作為啟動(dòng)/備用的電動(dòng)給水泵，由于要實(shí)現(xiàn)與汽動(dòng)泵并聯(lián)來維持機(jī)組的高負(fù)荷運(yùn)行，要求其揚(yáng)程和汽動(dòng)給水泵的揚(yáng)程接近。而僅具有啟動(dòng)功能的電動(dòng)泵，其揚(yáng)程僅考慮保證滿足機(jī)組從啟動(dòng)到與汽動(dòng)泵完成切換的過程即可。通常汽動(dòng)泵在機(jī)組負(fù)荷約25%～30%時(shí)投入運(yùn)行，在此負(fù)荷范圍內(nèi)，省煤器所需的進(jìn)口壓力較低，因此，僅啟動(dòng)用的電動(dòng)給水泵揚(yáng)程比同時(shí)具有備用功能的電動(dòng)給水泵低的多，泵的軸功率和電動(dòng)機(jī)功率也較小，因此投資方面也比啟動(dòng)/備用泵低。

對(duì)于電泵的備用功能，通過對(duì)給水泵生產(chǎn)廠家和有關(guān)電廠的調(diào)研，給水泵汽輪機(jī)的可靠性可以與主汽輪機(jī)相比，而給水泵事故率也很低，從而電泵備用功能的重要性已逐漸降低。目前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的汽動(dòng)給水泵運(yùn)行情況良好。從實(shí)際情況看，電動(dòng)備用泵也較難完成緊急備用的目的：如果要具有緊急備用功能，備用條件比較復(fù)雜，電泵的油系統(tǒng)須經(jīng)常運(yùn)行，泵始終處于熱備用狀態(tài);泵出口電動(dòng)閘閥常開，逆止門長(zhǎng)期承受高壓;熱控應(yīng)考慮電泵并入的給水調(diào)節(jié);電氣需要設(shè)置電泵的自動(dòng)投入等，諸多條件中有一項(xiàng)不能滿足就不能實(shí)現(xiàn)。而且在大容量機(jī)組中，由于電動(dòng)給水泵的功率很大，當(dāng)給水泵緊急啟動(dòng)時(shí)，由于電氣電源電壓波動(dòng)、液力耦合器和最小流量閥響應(yīng)速度等原因，電動(dòng)給水泵較難實(shí)現(xiàn)作為汽動(dòng)給水泵的緊急備用，往往當(dāng)汽動(dòng)給水泵故障時(shí)，只能依靠快速減負(fù)荷功能先保證機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行或停機(jī)，然后再啟動(dòng)電動(dòng)給水泵;350MW機(jī)組30%容量電動(dòng)調(diào)速備用泵價(jià)格約250萬(wàn)元，30%容量電動(dòng)定速啟動(dòng)泵的價(jià)格約180萬(wàn)元，價(jià)差70萬(wàn)元。相關(guān)電氣費(fèi)用也可相應(yīng)較多。

在有可靠啟動(dòng)汽源的電廠，對(duì)于采用自然通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)單獨(dú)冷卻汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組，可取消啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，考慮采用多段強(qiáng)制通風(fēng)間接空冷換熱器，以解決防凍問題。對(duì)于采用機(jī)械通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)單獨(dú)冷卻汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組，可取消啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，可采用循環(huán)水不上塔運(yùn)行，旁路運(yùn)行方式解決。

對(duì)于采用汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)直冷型式，需考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，如不設(shè)置電動(dòng)啟動(dòng)泵，則在冬季，機(jī)組調(diào)試、啟動(dòng)期間，需啟動(dòng)空冷系統(tǒng)，不利于空冷換熱器的防凍，故對(duì)于大小機(jī)共用直冷的機(jī)組，一般宜設(shè)置啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過以上綜合分析論述，本工程推薦每臺(tái)機(jī)組設(shè)置2×50%汽動(dòng)給水泵，給水泵汽輪機(jī)排汽直冷型式，2臺(tái)機(jī)組設(shè)置1臺(tái)30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 苗榮福，張英文.大型火電機(jī)組給水泵選型配置分析[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006，16（11）：268-269.

[2] 寇建玉.1000MW超超臨界空冷機(jī)組給水泵選型探討[J].電力技術(shù)，2010（7）.

[3] 朱松強(qiáng)，鄭重理.300MW機(jī)組給水泵選型和試運(yùn)行情況分析[J].中國(guó)電力，1998，31（11）：62-64.

[4] 朱斌帥，李仰義，宋國(guó)亮.供熱機(jī)組熱網(wǎng)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)節(jié)能優(yōu)化[J].節(jié)能技術(shù)，2014（4）.

本工程推薦采用汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)直冷排大機(jī)型式。

4 電動(dòng)給水泵選擇

4.1 電動(dòng)給水泵功能

當(dāng)汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)采用直冷排大機(jī)型式時(shí)，考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，需設(shè)置電動(dòng)給水泵。電動(dòng)給水泵有兩種用途：第一作為啟動(dòng)/備用泵;第二是作為啟動(dòng)泵。

啟動(dòng)/備用泵：其作用不僅要滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)流量和壓力的要求。同時(shí)，在機(jī)組運(yùn)行過程中，處于熱備用，當(dāng)一臺(tái)汽動(dòng)給水泵發(fā)生故障時(shí)，能與另一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并列運(yùn)行，維持機(jī)組在盡量高的負(fù)荷下運(yùn)行。

啟動(dòng)泵：在鍋爐吹管階段及機(jī)組啟動(dòng)過程中，滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)流量和壓力要求。在一定負(fù)荷下切換到汽泵后，即切除退出給水系統(tǒng)。

作為啟動(dòng)功能，電動(dòng)給水泵的選擇必須滿足以下要求。

（1）滿足超臨界鍋爐最小直流負(fù)荷的要求。

（2）在鍋爐吹管階段及機(jī)組啟動(dòng)沖洗過程中，滿足機(jī)組流量和壓力要求。

（3）滿足機(jī)組達(dá)到某一負(fù)荷后，產(chǎn)生的蒸汽能供給小汽機(jī)高壓進(jìn)汽，并足以驅(qū)動(dòng)小汽機(jī)帶動(dòng)給水泵供給鍋爐所需的給水流量和壓力。從而達(dá)到切除電泵的目的。

而對(duì)于啟動(dòng)/備用功能，電動(dòng)給水泵除必須考慮上述要求外，還要求具有足夠高的揚(yáng)程，以實(shí)現(xiàn)與一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，保證機(jī)組能在盡量高的負(fù)荷下運(yùn)行。而機(jī)組運(yùn)行方式不同，配置的電動(dòng)給水泵容量不同，兩泵并列運(yùn)行時(shí)所能維持的機(jī)組負(fù)荷就不同。

4.2 電動(dòng)給水泵功能比較

設(shè)置電泵的優(yōu)勢(shì)在于啟停靈活，調(diào)試方便。缺點(diǎn)則是大大的增加了投資。

給水泵揚(yáng)程的確定是根據(jù)省煤器入口給水壓力、除氧器水箱壓力、鍋爐省煤器入口與除氧器水箱水位間的水柱凈壓差和給水管道的總流動(dòng)阻力計(jì)算。作為啟動(dòng)/備用的電動(dòng)給水泵，由于要實(shí)現(xiàn)與汽動(dòng)泵并聯(lián)來維持機(jī)組的高負(fù)荷運(yùn)行，要求其揚(yáng)程和汽動(dòng)給水泵的揚(yáng)程接近。而僅具有啟動(dòng)功能的電動(dòng)泵，其揚(yáng)程僅考慮保證滿足機(jī)組從啟動(dòng)到與汽動(dòng)泵完成切換的過程即可。通常汽動(dòng)泵在機(jī)組負(fù)荷約25%～30%時(shí)投入運(yùn)行，在此負(fù)荷范圍內(nèi)，省煤器所需的進(jìn)口壓力較低，因此，僅啟動(dòng)用的電動(dòng)給水泵揚(yáng)程比同時(shí)具有備用功能的電動(dòng)給水泵低的多，泵的軸功率和電動(dòng)機(jī)功率也較小，因此投資方面也比啟動(dòng)/備用泵低。

對(duì)于電泵的備用功能，通過對(duì)給水泵生產(chǎn)廠家和有關(guān)電廠的調(diào)研，給水泵汽輪機(jī)的可靠性可以與主汽輪機(jī)相比，而給水泵事故率也很低，從而電泵備用功能的重要性已逐漸降低。目前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的汽動(dòng)給水泵運(yùn)行情況良好。從實(shí)際情況看，電動(dòng)備用泵也較難完成緊急備用的目的：如果要具有緊急備用功能，備用條件比較復(fù)雜，電泵的油系統(tǒng)須經(jīng)常運(yùn)行，泵始終處于熱備用狀態(tài);泵出口電動(dòng)閘閥常開，逆止門長(zhǎng)期承受高壓;熱控應(yīng)考慮電泵并入的給水調(diào)節(jié);電氣需要設(shè)置電泵的自動(dòng)投入等，諸多條件中有一項(xiàng)不能滿足就不能實(shí)現(xiàn)。而且在大容量機(jī)組中，由于電動(dòng)給水泵的功率很大，當(dāng)給水泵緊急啟動(dòng)時(shí)，由于電氣電源電壓波動(dòng)、液力耦合器和最小流量閥響應(yīng)速度等原因，電動(dòng)給水泵較難實(shí)現(xiàn)作為汽動(dòng)給水泵的緊急備用，往往當(dāng)汽動(dòng)給水泵故障時(shí)，只能依靠快速減負(fù)荷功能先保證機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行或停機(jī)，然后再啟動(dòng)電動(dòng)給水泵;350MW機(jī)組30%容量電動(dòng)調(diào)速備用泵價(jià)格約250萬(wàn)元，30%容量電動(dòng)定速啟動(dòng)泵的價(jià)格約180萬(wàn)元，價(jià)差70萬(wàn)元。相關(guān)電氣費(fèi)用也可相應(yīng)較多。

在有可靠啟動(dòng)汽源的電廠，對(duì)于采用自然通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)單獨(dú)冷卻汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組，可取消啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，考慮采用多段強(qiáng)制通風(fēng)間接空冷換熱器，以解決防凍問題。對(duì)于采用機(jī)械通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)單獨(dú)冷卻汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組，可取消啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，可采用循環(huán)水不上塔運(yùn)行，旁路運(yùn)行方式解決。

對(duì)于采用汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)直冷型式，需考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，如不設(shè)置電動(dòng)啟動(dòng)泵，則在冬季，機(jī)組調(diào)試、啟動(dòng)期間，需啟動(dòng)空冷系統(tǒng)，不利于空冷換熱器的防凍，故對(duì)于大小機(jī)共用直冷的機(jī)組，一般宜設(shè)置啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過以上綜合分析論述，本工程推薦每臺(tái)機(jī)組設(shè)置2×50%汽動(dòng)給水泵，給水泵汽輪機(jī)排汽直冷型式，2臺(tái)機(jī)組設(shè)置1臺(tái)30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵方案。

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