胡軍軍

摘 要：給水泵是汽輪機熱力循環(huán)中不可缺少的重要設備，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、技術經濟分析比較。針對350 MW超臨界機組2臺給水泵運行方式耗用大量廠用電的實際問題，進行了不同工況參數(shù)下的電泵出力試驗，提出了本工程推薦每臺機組設置2×50%汽動給水泵，給水泵汽輪機排汽直冷型式，兩臺機組設置1臺30%啟動電動給水泵的優(yōu)化方案。

關鍵詞：350 MW ?超臨界機組 ?給水泵 ?選型

中圖分類號：TV663 文獻標識碼：A ? ? ? ? 文章編號：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級超臨界燃煤直接空冷熱電聯(lián)產機組。

本期工程安裝2臺350 MW級燃煤汽輪發(fā)電空冷機組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用前后墻對沖燃燒方式、平衡通風、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結構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/出口額定蒸汽壓力：4.54/4.34 MPa·a。

進/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）：93.8%。

（2）汽輪機容量和主要參數(shù)（哈爾濱汽輪機廠）。

銘牌功率：350 MW。

汽輪機型式：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 ℃。

設計背壓工況：12.0 kPa·a。

TRL工況背壓：29 kPa·a（TRL）。

最終給水溫度約280.7 ℃。

轉速：3000 r/min。

旋轉方向（從汽輪機向發(fā)電機方向看）順時針。

最大允許系統(tǒng)周波擺動：48.5～50.5 Hz。

一級工業(yè)抽汽（供汽）壓力：～1.5 MPa（調整抽汽）。

一級工業(yè)抽汽（供汽）溫度：～406 ℃。

一級工業(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：單元制空氣直接冷卻機力通風。

1 直接空冷機組給水泵的配置方案

1.1 給水泵的配置

目前，國內直接空冷機組給水泵的驅動配置方案，對于300 MW級直接空冷機組，一般均配置3×50%電動給水泵;對于600 MW直接空冷機組，2005年前投運的600 MW級直接空冷機組大多也采用3×50%電動給水泵的驅動方式。但采用電泵方案的機組增加了廠用電率，根據(jù)目前國內電網的調度方式，會降低電廠的售電收益。故結合電廠的標準煤價、水資源等因素經綜合經濟比較后，近幾年，直接空冷機組均出現(xiàn)了配置汽動給水泵的要求和趨勢。當給水泵采用小汽輪機驅動時，汽動給水泵汽輪機排汽可采用濕冷、間接空冷或直接空冷方案。例如，已投運的大唐托克托電廠三期的2×50%汽動給水泵汽輪機采用濕冷方案，華能銅川電廠600 MW空冷亞臨界機組2×50%汽動給水泵汽輪機采用間接空冷方案，大唐山西臨汾熱電廠300 MW直接空冷亞臨界機組配置的1×100%汽動給水泵汽輪機與主機采用同一冷卻系統(tǒng)。國電布連2×600 MW超臨界直接空冷機組電廠配置1×100%汽動給水泵汽輪機方案。

綜上所述，直接空冷機組給水泵的驅動配置可選方案主要形式如下。

（1）電動調速給水泵方案。

①3×50%電泵，兩用一備。

②2×50%電泵，不設備用。

（2）汽動給水泵方案：給水泵汽輪機根據(jù)實際條件可采用單獨濕冷、單獨間冷或與大機共用直冷方案。給水泵配置方案。

①2×50%汽泵+1×30%啟動備用調速電泵。

②2×50%汽泵+1×30%啟動定速電泵（兩臺機組共用）。

③2×50%汽泵，不設啟動電泵。

④1×100%汽泵+1×30%啟動備用調速電泵（兩臺機組共用）。

⑤1×100%汽泵+1×30%啟動定速電泵。

⑥1×100%汽泵，不設啟動（備用）電泵。

就本小節(jié)分析可見，給水泵可選配置方案較多，下文針對三種代表性方案深入分析。

1.2 熱經濟性比較

按直接空冷機組給水泵的驅動配置方案，可選擇以下三種具有代表性的方案進行比較。

2×50%電動調速給水泵且不帶備用電泵。

2×50%汽動給水泵和1×30%啟動定速電泵（2臺機組共用）。

1×100%汽動給水泵和1×30%啟動備用調速電泵（兩臺機組共用）（表1）。

就熱經濟性分析，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（按兩臺機組計列）

給水泵初投資按以下三種具有代表性的方案進行比較。

2×50%電動調速給水泵且不帶備用電泵。

2×50%汽動給水泵和1×30%啟動定速電泵（2臺機組共用）。

1×100%汽動給水泵和1×30%啟動備用調速電泵（2臺機組共用）。

表2為兩臺機組數(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。

綜合投資經濟性比較。

根據(jù)上述技術經濟分析數(shù)據(jù)，按現(xiàn)行年實際貸款利率i=6.55%，償還年限n=15年，發(fā)電利用小時數(shù)5500小時，按最小年費用發(fā)評價，最小年費用計算按

A=P·I（1+I）n/（（1+I）n-1）+R+S=

0.1067P+R+S

A為年費用;

P為初投資;

R為年運行、收益費（含電費、檢修維護費，見下表說明）;

n為經濟生產年（15年）;

I為年利率（貸款）0.0655;

S為系統(tǒng)費用，此處取零。

設備購置費年值計算按下表邊界條件，計算結果如表3。

按最小年費用法，計算三個方案的運行收益差額如下。

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1249.4萬元;1×100%汽泵方案較2×50%電泵方案全廠年收益高1417.09萬元;1×100%汽泵方案較2×50%汽泵方案全廠年收益高168.5萬元。

對于按發(fā)電機端出力調度機組運行的模式，考慮初投資、燃煤費用后，年運行收益汽動給水泵比電動給水泵好。

根據(jù)國內機組機爐電匹配、銘牌功率標定的原則，機組的銘牌功率未扣除廠用電功率，目前我國電網的調度特點是按照發(fā)電機端的輸出功率進行調度，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降低電廠各大功率輔機的廠用電來獲取多的售電收益，以提高電廠的經濟效益。

鍋爐給水泵是電廠中最重要的輔機設備之一，投資在全廠輔機中占有相當大的比例。同時給水泵的功率很大，占廠用電的比例也較大。隨著火電機組蒸汽參數(shù)的提高，給水泵組的功耗與機組額定功率的比值相應增大，對于350 MW超臨界機組，合理的選擇給水泵的驅動型式對于整個發(fā)電廠的造價及安全經濟運行起著非常重要的作用。

對于汽輪機而言，根據(jù)加工制造的通用性，無論選用電泵或汽泵方案均采用同一機型。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組銘牌出力。對于鍋爐及發(fā)電機而言，一般按汽輪機最大工況的通流量進行設計，造價也不會發(fā)生變化。故無論采用汽動給水泵還是電動給水泵方案，三大主機價格基本保持不變。

綜上所述，本工程推薦采用汽動給水泵方案，兩種汽泵配置方案的綜合經濟分析都優(yōu)于電泵，1×100%汽泵方案較2×50%汽泵方案全廠年收益高168.5萬元。下文繼續(xù)從熱電機組特點等方面深入分析選擇兩種汽泵配置的某一種。

2 汽動給水泵配置

2.1 可靠性

采用1×100%全容量汽動給水泵，可簡化系統(tǒng)，而且100%汽泵小機的熱耗要比采用2×50%容量配置的小機低，有利于提高機組運行的經濟性。但當100%全容量汽動給水泵組故障時，如配置有備用功能的電動給水泵，則機組靠電泵維持低負荷運行，無需停機。如配置為啟動泵不是備用電泵或未配置電動泵，則機組需停運。

采用2×50%容量的汽動泵配置方式，運行靈活。當一臺汽動泵組故障解列時，另一臺汽動給水泵還可以運行，并維持機組約50%的負荷，提高了電廠運行的可靠性和經濟性。

2.2 控制系統(tǒng)比較

兩個方案控制系統(tǒng)比較如表5所示。

2.3 檢修費用

日常的檢修維護費由于無統(tǒng)計資料，但1×100%汽泵方案泵系統(tǒng)較2×50%汽泵方案簡單，1×100%汽泵方案日常檢修維護費應低于2×50%汽泵方案。根據(jù)有關資料粗略估計，2×50%汽泵方案較1×100%汽泵方案增加10萬元/年。

2.4 安裝情況對比

對于給水管道而言，當采用1×100%汽動泵時、與2×50%汽動泵比，會減少給水管道的材料量，由于各種方法的布置不同，此次對比不計列給水材料量、小機供汽管道材料量和閥門材料等費用。

2.5 供熱的安全性和可靠性

2.5.1 熱負荷要求

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

（1）工業(yè)負荷。

①最大對外供汽流量為300 t/h，平均每臺機組為150 t/h。（可研審查意見）

②平均對外供汽流量為233 t/h，平均每臺機組為116.5 t/h。

③最小對外供汽流量為200 t/h，平均每臺機組為100 t/h。

（2）采暖負荷。

①設計熱負荷：當室外氣溫達為采暖期室外計算溫度時，561 MW熱負荷對應的采暖抽汽流量應為757 t/h，平均每臺機組抽汽量為378.5 t/h。

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

2.5.2 主機抽汽能力分析

（1）單抽最大抽汽能力。

①按汽機技術協(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按汽機技術協(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。均為調整抽汽（單臺機數(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，采暖抽汽參數(shù)為0.4 MPa（a），308.1 ℃，最大抽汽量440 t/h單臺機數(shù)據(jù)，按熱平衡圖）。

（4）機組負荷50%負荷下。

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采暖期兩臺機組正常運行工況。

當兩臺機組均正常運行時，機組不僅可以滿足對外工業(yè)抽汽所需的最大流量300 t/h（2×150 t/h），也可以滿足對對外采暖供熱設計熱負荷所需的抽汽量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采暖期一臺機組正常運行，另一臺機組的一臺給水泵故障停運工況。

所選機型在50%負荷下可抽取采暖抽汽量約200 t/h。這種情況下，正常運行機組的工業(yè)抽汽量可設定為233 t/h，以便滿足額定工業(yè)熱負荷的要求，采暖抽汽量調整為320 t/h，由此可以看出，這種運行工況下可以滿足額定工業(yè)抽汽流量的要求，同時也可以滿足設計采暖熱負荷200 t/h+320 t/h

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

③非采暖期兩臺機組正常運行工況。

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

④非采暖期一臺機組正常運行，另一臺機組的一臺給水泵故障停運工況。

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

（2）給水泵配置按1×100%BMCR汽泵方案。

①采暖期兩臺機組正常運行工況。

這種運行工況下機組的供熱能力既可以滿足最大對外工業(yè)供汽要求，也可以滿足對外采暖供熱設計熱負荷的要求。

②采暖期一臺機組正常運行，另一臺機組的給水泵故障停運工況。

這種情況下，由于沒有備用給水泵故對應機組必須停運，此時一臺運行機組的對外供熱的可能運行方案如下：

運行方案一：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只能抽取約320 t/h，約為設計采暖熱負荷（758 t/h）的42%，低于相關規(guī)范60%～75%熱負荷的最低要求值。

運行方案二：滿足設計采暖熱負荷的60%，則采暖抽汽量約為455 t/h，在此前提下機組此時能夠抽取的工業(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非采暖期兩臺機組正常運行工況。

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

④非采暖期一臺機組正常運行，另一臺機組的給水泵故障停運工況。

這種情況下，一臺正常運行機組的工業(yè)抽汽量可調整到最大抽汽量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)產項目，且對外供熱量較大，為了保證對外供熱的安全性和可靠性，顯然每臺機組配兩臺50%BMCR容量的給水泵方案優(yōu)于配一臺100%BMCR容量的給水泵方案，因此，推薦每臺機組配兩臺50%BMCR容量的汽動鍋爐給水泵。

3 汽動給水泵汽輪機排汽冷卻型式

汽動給水泵汽輪機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）三種型式。

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

對于間冷與直冷型式需采用適應高背壓運行的間冷及直接空冷給水泵汽輪機，即給水泵汽輪機的結構設計需要按照空冷特點設計，并要求給水泵汽輪機的報警、跳閘背壓不應低于主機。隨著排汽壓力的升高，給水泵汽輪機的排汽溫度也相應升高，對排汽缸材料、結構、支撐系統(tǒng)要求提高。

給水泵汽輪機采用間冷方案，在夏季間冷塔的循環(huán)水溫度較高（>45 ℃）滿足不了主冷油器、氫冷器及輔助設備對冷卻水溫的要求，不可與輔助設備共設一套冷卻水系統(tǒng)。需為給水泵汽輪機及輔助設備設置各自獨立的間冷塔、機力塔。間冷給水泵汽輪機背壓運行的范圍小于主汽輪機，受環(huán)境大風影響稍延遲于主汽輪機，其運行對主機及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性影響較小。此方案為系統(tǒng)最復雜、占地面積大、間冷給水泵汽輪機須單獨設置凝汽器及其抽真空系統(tǒng)、凝結水泵系統(tǒng)、冷卻塔。但節(jié)水效果好、安全可靠性較高。

給水泵汽輪機排汽采用直接空冷系統(tǒng)的控制、運行已有經驗，系統(tǒng)較簡單、節(jié)水效果好。但因為空冷塔的防凍問題需要設置啟動電動給水泵。對于直接空冷機組，由于空冷機組汽機背壓高，隨氣溫變化頻繁，采用直接空冷汽動給水泵排汽接入主機排汽裝置，給水泵汽輪機運行工況變化頻繁、調節(jié)復雜、和主機搶汽、給水流量降低，在夏季和秋季大風時易引起給水泵汽輪機跳機，本工程是工業(yè)抽汽機組，但工業(yè)抽汽量較小，在與汽機廠研究配合后，也模擬在夏季和秋季大風時機組背壓升高情況，機組均能提供額定工業(yè)抽汽負荷，且能安全運行。

本工程推薦采用汽動給水泵汽輪機直冷排大機型式。

4 電動給水泵選擇

4.1 電動給水泵功能

當汽動給水泵汽輪機采用直冷排大機型式時，考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，需設置電動給水泵。電動給水泵有兩種用途：第一作為啟動/備用泵;第二是作為啟動泵。

啟動/備用泵：其作用不僅要滿足機組啟動時流量和壓力的要求。同時，在機組運行過程中，處于熱備用，當一臺汽動給水泵發(fā)生故障時，能與另一臺汽動給水泵并列運行，維持機組在盡量高的負荷下運行。

啟動泵：在鍋爐吹管階段及機組啟動過程中，滿足機組啟動時流量和壓力要求。在一定負荷下切換到汽泵后，即切除退出給水系統(tǒng)。

作為啟動功能，電動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荷的要求。

（2）在鍋爐吹管階段及機組啟動沖洗過程中，滿足機組流量和壓力要求。

（3）滿足機組達到某一負荷后，產生的蒸汽能供給小汽機高壓進汽，并足以驅動小汽機帶動給水泵供給鍋爐所需的給水流量和壓力。從而達到切除電泵的目的。

而對于啟動/備用功能，電動給水泵除必須考慮上述要求外，還要求具有足夠高的揚程，以實現(xiàn)與一臺汽動給水泵并聯(lián)運行時，保證機組能在盡量高的負荷下運行。而機組運行方式不同，配置的電動給水泵容量不同，兩泵并列運行時所能維持的機組負荷就不同。

4.2 電動給水泵功能比較

設置電泵的優(yōu)勢在于啟停靈活，調試方便。缺點則是大大的增加了投資。

給水泵揚程的確定是根據(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阻力計算。作為啟動/備用的電動給水泵，由于要實現(xiàn)與汽動泵并聯(lián)來維持機組的高負荷運行，要求其揚程和汽動給水泵的揚程接近。而僅具有啟動功能的電動泵，其揚程僅考慮保證滿足機組從啟動到與汽動泵完成切換的過程即可。通常汽動泵在機組負荷約25%～30%時投入運行，在此負荷范圍內，省煤器所需的進口壓力較低，因此，僅啟動用的電動給水泵揚程比同時具有備用功能的電動給水泵低的多，泵的軸功率和電動機功率也較小，因此投資方面也比啟動/備用泵低。

對于電泵的備用功能，通過對給水泵生產廠家和有關電廠的調研，給水泵汽輪機的可靠性可以與主汽輪機相比，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。目前國內投產的汽動給水泵運行情況良好。從實際情況看，電動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，備用條件比較復雜，電泵的油系統(tǒng)須經常運行，泵始終處于熱備用狀態(tài);泵出口電動閘閥常開，逆止門長期承受高壓;熱控應考慮電泵并入的給水調節(jié);電氣需要設置電泵的自動投入等，諸多條件中有一項不能滿足就不能實現(xiàn)。而且在大容量機組中，由于電動給水泵的功率很大，當給水泵緊急啟動時，由于電氣電源電壓波動、液力耦合器和最小流量閥響應速度等原因，電動給水泵較難實現(xiàn)作為汽動給水泵的緊急備用，往往當汽動給水泵故障時，只能依靠快速減負荷功能先保證機組降負荷運行或停機，然后再啟動電動給水泵;350MW機組30%容量電動調速備用泵價格約250萬元，30%容量電動定速啟動泵的價格約180萬元，價差70萬元。相關電氣費用也可相應較多。

在有可靠啟動汽源的電廠，對于采用自然通風間接空冷系統(tǒng)單獨冷卻汽動給水泵汽輪機的機組，可取消啟動電動給水泵，考慮采用多段強制通風間接空冷換熱器，以解決防凍問題。對于采用機械通風間接空冷系統(tǒng)單獨冷卻汽動給水泵汽輪機的機組，可取消啟動電動給水泵，可采用循環(huán)水不上塔運行，旁路運行方式解決。

對于采用汽動給水泵汽輪機直冷型式，需考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，如不設置電動啟動泵，則在冬季，機組調試、啟動期間，需啟動空冷系統(tǒng)，不利于空冷換熱器的防凍，故對于大小機共用直冷的機組，一般宜設置啟動電動給水泵。

5 結語

經過以上綜合分析論述，本工程推薦每臺機組設置2×50%汽動給水泵，給水泵汽輪機排汽直冷型式，2臺機組設置1臺30%啟動電動給水泵方案。

參考文獻

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本工程推薦采用汽動給水泵汽輪機直冷排大機型式。

4 電動給水泵選擇

4.1 電動給水泵功能

當汽動給水泵汽輪機采用直冷排大機型式時，考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，需設置電動給水泵。電動給水泵有兩種用途：第一作為啟動/備用泵;第二是作為啟動泵。

啟動/備用泵：其作用不僅要滿足機組啟動時流量和壓力的要求。同時，在機組運行過程中，處于熱備用，當一臺汽動給水泵發(fā)生故障時，能與另一臺汽動給水泵并列運行，維持機組在盡量高的負荷下運行。

啟動泵：在鍋爐吹管階段及機組啟動過程中，滿足機組啟動時流量和壓力要求。在一定負荷下切換到汽泵后，即切除退出給水系統(tǒng)。

作為啟動功能，電動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荷的要求。

（2）在鍋爐吹管階段及機組啟動沖洗過程中，滿足機組流量和壓力要求。

（3）滿足機組達到某一負荷后，產生的蒸汽能供給小汽機高壓進汽，并足以驅動小汽機帶動給水泵供給鍋爐所需的給水流量和壓力。從而達到切除電泵的目的。

而對于啟動/備用功能，電動給水泵除必須考慮上述要求外，還要求具有足夠高的揚程，以實現(xiàn)與一臺汽動給水泵并聯(lián)運行時，保證機組能在盡量高的負荷下運行。而機組運行方式不同，配置的電動給水泵容量不同，兩泵并列運行時所能維持的機組負荷就不同。

4.2 電動給水泵功能比較

設置電泵的優(yōu)勢在于啟停靈活，調試方便。缺點則是大大的增加了投資。

給水泵揚程的確定是根據(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阻力計算。作為啟動/備用的電動給水泵，由于要實現(xiàn)與汽動泵并聯(lián)來維持機組的高負荷運行，要求其揚程和汽動給水泵的揚程接近。而僅具有啟動功能的電動泵，其揚程僅考慮保證滿足機組從啟動到與汽動泵完成切換的過程即可。通常汽動泵在機組負荷約25%～30%時投入運行，在此負荷范圍內，省煤器所需的進口壓力較低，因此，僅啟動用的電動給水泵揚程比同時具有備用功能的電動給水泵低的多，泵的軸功率和電動機功率也較小，因此投資方面也比啟動/備用泵低。

對于電泵的備用功能，通過對給水泵生產廠家和有關電廠的調研，給水泵汽輪機的可靠性可以與主汽輪機相比，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。目前國內投產的汽動給水泵運行情況良好。從實際情況看，電動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，備用條件比較復雜，電泵的油系統(tǒng)須經常運行，泵始終處于熱備用狀態(tài);泵出口電動閘閥常開，逆止門長期承受高壓;熱控應考慮電泵并入的給水調節(jié);電氣需要設置電泵的自動投入等，諸多條件中有一項不能滿足就不能實現(xiàn)。而且在大容量機組中，由于電動給水泵的功率很大，當給水泵緊急啟動時，由于電氣電源電壓波動、液力耦合器和最小流量閥響應速度等原因，電動給水泵較難實現(xiàn)作為汽動給水泵的緊急備用，往往當汽動給水泵故障時，只能依靠快速減負荷功能先保證機組降負荷運行或停機，然后再啟動電動給水泵;350MW機組30%容量電動調速備用泵價格約250萬元，30%容量電動定速啟動泵的價格約180萬元，價差70萬元。相關電氣費用也可相應較多。

在有可靠啟動汽源的電廠，對于采用自然通風間接空冷系統(tǒng)單獨冷卻汽動給水泵汽輪機的機組，可取消啟動電動給水泵，考慮采用多段強制通風間接空冷換熱器，以解決防凍問題。對于采用機械通風間接空冷系統(tǒng)單獨冷卻汽動給水泵汽輪機的機組，可取消啟動電動給水泵，可采用循環(huán)水不上塔運行，旁路運行方式解決。

對于采用汽動給水泵汽輪機直冷型式，需考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，如不設置電動啟動泵，則在冬季，機組調試、啟動期間，需啟動空冷系統(tǒng)，不利于空冷換熱器的防凍，故對于大小機共用直冷的機組，一般宜設置啟動電動給水泵。

5 結語

經過以上綜合分析論述，本工程推薦每臺機組設置2×50%汽動給水泵，給水泵汽輪機排汽直冷型式，2臺機組設置1臺30%啟動電動給水泵方案。

參考文獻

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

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

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

[4] 朱斌帥，李仰義，宋國亮.供熱機組熱網循環(huán)泵驅動節(jié)能優(yōu)化[J].節(jié)能技術，2014（4）.

本工程推薦采用汽動給水泵汽輪機直冷排大機型式。

4 電動給水泵選擇

4.1 電動給水泵功能

當汽動給水泵汽輪機采用直冷排大機型式時，考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，需設置電動給水泵。電動給水泵有兩種用途：第一作為啟動/備用泵;第二是作為啟動泵。

啟動/備用泵：其作用不僅要滿足機組啟動時流量和壓力的要求。同時，在機組運行過程中，處于熱備用，當一臺汽動給水泵發(fā)生故障時，能與另一臺汽動給水泵并列運行，維持機組在盡量高的負荷下運行。

啟動泵：在鍋爐吹管階段及機組啟動過程中，滿足機組啟動時流量和壓力要求。在一定負荷下切換到汽泵后，即切除退出給水系統(tǒng)。

作為啟動功能，電動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荷的要求。

（2）在鍋爐吹管階段及機組啟動沖洗過程中，滿足機組流量和壓力要求。

（3）滿足機組達到某一負荷后，產生的蒸汽能供給小汽機高壓進汽，并足以驅動小汽機帶動給水泵供給鍋爐所需的給水流量和壓力。從而達到切除電泵的目的。

而對于啟動/備用功能，電動給水泵除必須考慮上述要求外，還要求具有足夠高的揚程，以實現(xiàn)與一臺汽動給水泵并聯(lián)運行時，保證機組能在盡量高的負荷下運行。而機組運行方式不同，配置的電動給水泵容量不同，兩泵并列運行時所能維持的機組負荷就不同。

4.2 電動給水泵功能比較

設置電泵的優(yōu)勢在于啟停靈活，調試方便。缺點則是大大的增加了投資。

給水泵揚程的確定是根據(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阻力計算。作為啟動/備用的電動給水泵，由于要實現(xiàn)與汽動泵并聯(lián)來維持機組的高負荷運行，要求其揚程和汽動給水泵的揚程接近。而僅具有啟動功能的電動泵，其揚程僅考慮保證滿足機組從啟動到與汽動泵完成切換的過程即可。通常汽動泵在機組負荷約25%～30%時投入運行，在此負荷范圍內，省煤器所需的進口壓力較低，因此，僅啟動用的電動給水泵揚程比同時具有備用功能的電動給水泵低的多，泵的軸功率和電動機功率也較小，因此投資方面也比啟動/備用泵低。

對于電泵的備用功能，通過對給水泵生產廠家和有關電廠的調研，給水泵汽輪機的可靠性可以與主汽輪機相比，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。目前國內投產的汽動給水泵運行情況良好。從實際情況看，電動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，備用條件比較復雜，電泵的油系統(tǒng)須經常運行，泵始終處于熱備用狀態(tài);泵出口電動閘閥常開，逆止門長期承受高壓;熱控應考慮電泵并入的給水調節(jié);電氣需要設置電泵的自動投入等，諸多條件中有一項不能滿足就不能實現(xiàn)。而且在大容量機組中，由于電動給水泵的功率很大，當給水泵緊急啟動時，由于電氣電源電壓波動、液力耦合器和最小流量閥響應速度等原因，電動給水泵較難實現(xiàn)作為汽動給水泵的緊急備用，往往當汽動給水泵故障時，只能依靠快速減負荷功能先保證機組降負荷運行或停機，然后再啟動電動給水泵;350MW機組30%容量電動調速備用泵價格約250萬元，30%容量電動定速啟動泵的價格約180萬元，價差70萬元。相關電氣費用也可相應較多。

在有可靠啟動汽源的電廠，對于采用自然通風間接空冷系統(tǒng)單獨冷卻汽動給水泵汽輪機的機組，可取消啟動電動給水泵，考慮采用多段強制通風間接空冷換熱器，以解決防凍問題。對于采用機械通風間接空冷系統(tǒng)單獨冷卻汽動給水泵汽輪機的機組，可取消啟動電動給水泵，可采用循環(huán)水不上塔運行，旁路運行方式解決。

對于采用汽動給水泵汽輪機直冷型式，需考慮冬季室外空冷換熱管的防凍問題，如不設置電動啟動泵，則在冬季，機組調試、啟動期間，需啟動空冷系統(tǒng)，不利于空冷換熱器的防凍，故對于大小機共用直冷的機組，一般宜設置啟動電動給水泵。

5 結語

經過以上綜合分析論述，本工程推薦每臺機組設置2×50%汽動給水泵，給水泵汽輪機排汽直冷型式，2臺機組設置1臺30%啟動電動給水泵方案。

參考文獻

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

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

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

[4] 朱斌帥，李仰義，宋國亮.供熱機組熱網循環(huán)泵驅動節(jié)能優(yōu)化[J].節(jié)能技術，2014（4）.