660MW级直接空冷机组给水泵配置分析研究.doc

660MW级直接空冷机组给水泵配置研究-机电论文 660MW级直接空冷机组给水泵配置研究 张涛王光林 （山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013） 【摘要】通过分析直接空冷机组的特点，研究各种给水泵配置方案的可行性和经济性。通过比较，建议直接空冷机组采用主机驱动给水泵方案，既能实现降低厂用电率的目的，又兼具电泵方案系统简单可靠、运行灵活的优势。 关键词 直接空冷；主机泵；发电机组 ０概述 锅炉给水泵是电厂中重要的辅机设备之一，其投资在全厂辅机中占有相当大的比例。与此同时，给水泵的功率很大，运行费用高。因此，选择合理的给水泵配置方案对于整个发电厂的造价及安全经济运行起到非常重要的作用。 给水泵按驱动方式可以分为电动给水泵方案、汽动给水泵方案以及主机驱动给水泵方案。目前我国300MW以上容量湿冷或间接空冷机组大都采用汽动给水泵，而近年来已投产的直接空冷机组多采用电动给水泵。主机驱动给水泵方案在国内尚没有业绩，但在德国Scholven电厂、Munchen-Sud电厂、Fkw-Buer电厂，意大利的La Spezia电厂、Chivasso电厂，美国的Hlp Robinson等10多家电厂均有应用业绩，其中Scholven 电厂600MW容量等级机组采用该方案可靠运行超过30年，其新建机组仍采用主机泵驱动方案。 1给水泵主要配置方案 本文在目前国内外660MW级直接空冷机组给水泵配置方案的基础上，按给水泵的驱动方式分类，对每一种驱动方式列举了不同的给水泵配置方案，并叙述各方案的技术特点： 方案一：电动给水泵方案；分别有2×50%容量与3×35%容量两种配置。 方案二：汽动给水泵方案；分别有1×100%容量与2×50%容量两种配置。 方案三：主机驱动给水泵方案；分别有1×100%容量与2×50%容量两种配置。 1.1电动给水泵方案 直接空冷机组采用电动给水泵方案，具有运行灵活、简单可靠、检修维护工作量小、整体寿命长等优点，且给水系统与主机排汽系统是两个独立的系统，不受主机背压变化的影响，电动给水泵由液力偶合器进行调速，以满足机组启动和各种工况的需要。缺点是采用电泵方案后厂用电率增加，会降低电厂的售电收益。 电动给水泵方案目前有两种配置方案： 1.1.12×50%容量电动调速泵 此方案单泵轴功率（含前置泵）约为13500kW，电动机功率达到约15500kW，采用一级液耦调速。若考虑加设备用泵，设备成本增加；若不设备用泵，在一台电泵事故的情况下，机组负荷降低至55%~60负荷下运行。 1.1.23×35%容量电动调速泵 此方案单泵轴功率（含前置泵）约为9200kW，电动机功率达到约11000kW，采用一级液耦调速。正常时，三台泵同时运行，在一台事故时，机组负荷降至80%左右。此方案电泵利用率高，耦合器和电机在电力行业很常见，国产率高，整体造价低于2×50%电泵方案，且运行灵活，非满负荷工况下经济性更高。 对于直接空冷机组，若采用电泵方案时推荐3×35%容量电动调速泵。 1.2汽动给水泵方案 空冷机组的主要特点是汽轮机背压高,且变化幅度大。空冷机组的设计与湿冷机组存在较大的区别。对于直接空冷机组，给水泵汽轮机（小汽机）的冷却方式主要有：直接空冷、间接空冷和独立湿冷三种方式。 1.2.1直接空冷小汽机 空冷机组采用汽动给水泵，如果小汽机排汽直接进入空冷系统，则小汽机也必须是高背压、变背压的汽轮机。由于空冷系统对气温和风速的敏感性强，主机正常运行背压变化范围大,要求小汽轮机调速系统具有较宽的调速范围，稳定灵活的调速特性。 在夏季，由于主机背压高,要维持一定的功率，则主汽轮机需加大进汽量,而小汽轮机为维持给水泵所需的功率，也必须加大进汽量，出现了小机与大机争夺汽量的问题，并且加大对空冷装置容量的要求。在非正常工况，不利风向的风速引起背压突升的瞬变过程中，小机调速系统很难维持给水泵所需的功率变化要求，扩大了整机瞬态过程的不安全性。 锅炉给水泵要求给水泵汽轮机运行在高转速、大范围的变转速、双汽源、变进汽参数等不利条件下。如果给水泵汽轮机采用直接空冷，则背压将更高，末级变工况范围更大，尾部运行条件更加恶劣，使得给水泵汽轮机的设计难度加大。 目前，该方案在国内600MW等级及以上机组尚无投运业绩，在300MW等级机组上有投运业绩，但效果不佳。因此给水泵汽轮机不宜采用直接空冷。 1.2.2间接空冷小汽机 间接空冷式小汽机需要设置一套独立的小汽机间接空冷系统。这几年空冷机组发展较快，不同的空冷系统，在工程设计、设备制造、安装调试和运行检修各方面都有不同的技术特点，需要逐步摸索掌握。同一台机组上采用两种不同的空冷系统，无疑会增加运行的