2×350MW級(jí)空冷供熱機(jī)組給水泵選型探討

張?zhí)m

摘 要：針對(duì)350MW級(jí)空冷供熱機(jī)組的設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行條件，對(duì)機(jī)組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機(jī)的排汽冷卻方案進(jìn)行了分析與比較。結(jié)果表明小汽機(jī)直接空冷比間接空冷運(yùn)行可靠性略高。給水泵配置方案一較方案二初投資低，經(jīng)濟(jì)效益突出。因此，采用方案一（1×100%B-MCR汽動(dòng)給水泵+1×30%B-MCR啟動(dòng)用電動(dòng)給水泵），小汽輪機(jī)排汽采用直接空冷運(yùn)行方案可提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：350MW空冷供熱機(jī)組 給水泵 小汽機(jī) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（b）-0046-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，在富煤缺水地區(qū)建設(shè)空冷電站，發(fā)展大容量空冷機(jī)組對(duì)我國(guó)火力發(fā)電行業(yè)節(jié)約水資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義[1-2]。隨著機(jī)組容量和參數(shù)的提高，被稱為電廠“心臟”的給水泵功率增加很快。耗電率越來(lái)越高，對(duì)機(jī)組上網(wǎng)電量的影響也越來(lái)越大[3]。因此，給水泵的合理配置是空冷設(shè)計(jì)技術(shù)的重要組成部分，其配置方案的重要性日益顯現(xiàn)[4-5]。

內(nèi)蒙古泰恒能源有限責(zé)任公司2×350MW低熱值煤超臨界空冷供熱機(jī)組工程設(shè)計(jì)中，鍋爐給水泵是電廠的主要輔機(jī)設(shè)備之一，其投資在全廠輔機(jī)中占有較大的比例。給水泵的功率較大，合理選擇直接空冷機(jī)組的給水泵驅(qū)動(dòng)型式，盡量降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，使業(yè)主得到最大收益是電廠設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。該文認(rèn)真分析研究了空冷機(jī)組的設(shè)計(jì)運(yùn)行條件，經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，對(duì)該工程給水泵的配置方案提出了推薦意見。

1 給水泵組的配置方案

目前，已經(jīng)投運(yùn)的濕冷300MW機(jī)組多采用汽動(dòng)給水泵，也有采用電動(dòng)給水泵的。電動(dòng)給水泵在系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活、控制簡(jiǎn)便、設(shè)備維修量小、主廠房布置靈活等方面皆比汽動(dòng)給水泵要好，這已有定論。以往直接空冷機(jī)組配置電動(dòng)給水泵為多。汽動(dòng)給水泵雖然系統(tǒng)較復(fù)雜一些，但眾多電廠運(yùn)行的實(shí)際情況表明，濕冷小機(jī)安全可靠性不存在問(wèn)題，不再贅述。

直接空冷機(jī)組若配置汽動(dòng)給水泵，小汽輪機(jī)的排汽去向有以下方式：一種是直接排入主機(jī)的空冷凝汽器；一種是排入獨(dú)立的濕冷凝汽器（或機(jī)力通風(fēng)冷卻塔）；一種是排入間冷凝汽器。根據(jù)國(guó)家電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院的要求，北方缺水地區(qū)火電機(jī)組的耗水指標(biāo)要控制在0.12立方米/秒·百萬(wàn)千瓦以下。若小汽機(jī)采用濕冷型式，機(jī)組的耗水指標(biāo)為0.14立方米/秒·百萬(wàn)千瓦，超過(guò)了控制指標(biāo)，方案是不可行的。小汽輪機(jī)配獨(dú)立的間冷凝汽器的方案是可行的，但此方案要單獨(dú)為給水泵汽輪機(jī)建設(shè)一套間接空冷系統(tǒng)，系統(tǒng)較為復(fù)雜，且間冷塔占地較大，增加工程的初投資費(fèi)用。小汽輪機(jī)的排汽直接排入主機(jī)排汽裝置、與主汽輪機(jī)排汽一并進(jìn)入直接空冷凝汽器的方案（以下簡(jiǎn)稱直冷小機(jī)），無(wú)需冷卻水，因而不存在蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污損失，耗水指標(biāo)最低，更符合空冷機(jī)組節(jié)水宗旨。同時(shí)該方案系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單的，直接空冷凝汽器面積增加很少（但并不增加占地面積），經(jīng)濟(jì)性好。

參照常規(guī)工程的配置方案，確定該工程給水泵參比方案為：

方案一：1×100%B-MCR汽動(dòng)給水泵+1×30%B-MCR啟動(dòng)用電動(dòng)給水泵，小汽輪機(jī)排汽采用直接空冷；方案二：3×50%B-MCR電動(dòng)調(diào)速給水泵。

2 兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

2.1 初投資比較

通過(guò)兩種方案對(duì)主機(jī)和輔機(jī)設(shè)備影響，主廠房管材耗量以及主廠房指標(biāo)及設(shè)備布置，控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，這幾個(gè)方面進(jìn)行比較。

對(duì)主機(jī)設(shè)備影響方面，電泵方案和汽泵方案的鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量均為1215t/h，兩方案汽機(jī)和鍋爐的容量都沒有發(fā)生變化。同時(shí)由于小汽輪機(jī)的排汽直接進(jìn)入主機(jī)空冷裝置，空冷島的凝汽量略有增加，空冷島冷卻面積也相應(yīng)增大。空冷島主體投資也會(huì)相應(yīng)增多，大致認(rèn)為對(duì)主機(jī)設(shè)備無(wú)影響。對(duì)輔機(jī)設(shè)備的影響方面，由于兩方案鍋爐蒸發(fā)量相同，相應(yīng)的鍋爐輔機(jī)容量不發(fā)生變化；給水泵容量不變；汽輪機(jī)凝汽量基本不變，凝結(jié)水泵容量不變。主廠房管材耗量以及主廠房指標(biāo)及設(shè)備布置方面工程量并沒有增加，只有高壓給水管道因汽泵布置在運(yùn)轉(zhuǎn)層較電泵方案減少的連接管道工程量。通過(guò)實(shí)際工程的綜合比較，兩方案發(fā)生的工程量相差無(wú)幾?？刂葡到y(tǒng)和電氣系統(tǒng)方面，汽泵方案與電泵方案相比控制點(diǎn)數(shù)較多，但由于增加的控制電纜等級(jí)較低，增加費(fèi)用大致為幾萬(wàn)元，可忽略不計(jì)。對(duì)照300MW級(jí)機(jī)組選用電泵或汽泵方案高壓廠用電電壓均采用6 kV一級(jí)電壓，對(duì)電氣廠用電設(shè)備等級(jí)沒有影響。汽泵方案和電泵方案的初投資比較具體見表1。由表中可見，在鍋爐蒸發(fā)量不變的前提下，兩臺(tái)350MW直接空冷機(jī)組汽泵方案的初投資較電泵方案低3168-3100=68萬(wàn)元。

2.2 運(yùn)行費(fèi)用比較

2.2.1 煤電費(fèi)用對(duì)比

汽動(dòng)給水泵方案由于給小汽輪機(jī)供汽使主汽輪機(jī)進(jìn)汽量增大、鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量加大，汽輪機(jī)熱耗增加，耗煤量增加；但由于沒有電動(dòng)給水泵的廠用電量這一部分，實(shí)際對(duì)外供電量大。而電動(dòng)給水泵方案雖然鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量比汽動(dòng)給水泵方案要小，汽輪機(jī)熱耗較低，耗煤量較少；但因?yàn)閷?shí)際廠用電量加大，對(duì)外供電總量減少。詳見表2。可以看出：理論計(jì)算的汽泵方案比電泵方案年供電量多，年售電費(fèi)為2676.84萬(wàn)元。但汽泵方案比電泵方案每年多耗煤所發(fā)生的費(fèi)用為1192.85萬(wàn)元。

關(guān)于電動(dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵日常檢修維護(hù)費(fèi)，沒有確切的統(tǒng)計(jì)資料，但汽動(dòng)給水泵系統(tǒng)較電動(dòng)給水泵復(fù)雜，汽動(dòng)給水泵組日常檢修維護(hù)費(fèi)高于電動(dòng)給水泵組。據(jù)有關(guān)資料介紹，單臺(tái)機(jī)組日常檢修維護(hù)費(fèi)約為每年70萬(wàn)元，兩臺(tái)機(jī)組每年140萬(wàn)元。

2.2.2 運(yùn)行費(fèi)用比較

根據(jù)表3總結(jié)的電泵和汽泵方案費(fèi)用及效益比較數(shù)據(jù)，可以得出如下結(jié)論。初投資方面：在鍋爐蒸發(fā)量不變的前提下汽泵較電泵投資約少68萬(wàn)元。運(yùn)行費(fèi)用和效益方面：汽泵方案的年消耗標(biāo)煤費(fèi)、年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)總計(jì)比電泵高出1332.85萬(wàn)，計(jì)算出的汽泵方案比電泵方案每年多賣電2676.84萬(wàn)元，兩者相抵后，加上汽泵方案初投資較電泵方案節(jié)省的68萬(wàn)元費(fèi)用。汽泵方案比電泵方案每年收益高1411.99萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

該文針對(duì)350 MW空冷供熱機(jī)組的設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行條件，對(duì)機(jī)組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機(jī)（小汽機(jī)）的排汽冷卻方案進(jìn)行了分析與比較。兩種給水泵配置方案綜合比較歸納如下。

（1）電動(dòng)給水泵方案系統(tǒng)簡(jiǎn)單，汽動(dòng)給水泵方案系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)工作及費(fèi)用較高。

（2）兩方案初投資費(fèi)用比較，電泵方案投資低，汽泵方案較高。

（3）汽泵方案與電泵方案相比，年凈收益多1411.99萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益突出。

因此，推薦該工程給水泵采用1×100%B-MCR汽動(dòng)給水泵+1×30%B-MCR啟動(dòng)用電動(dòng)給水泵，小汽輪機(jī)排汽采用直接空冷。

參考文獻(xiàn)

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