王為明

（吉林省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)春 130022）

鍋爐給水泵是電廠中重要的輔機(jī)設(shè)備之一，投資在全廠輔機(jī)中占有相當(dāng)大的比例。給水泵的功率大，運(yùn)行費(fèi)用高，因此合理的選擇給水泵的驅(qū)動(dòng)形式對(duì)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。本文結(jié)合吉林松花江背壓式機(jī)組工程進(jìn)行分析，工程建設(shè)2臺(tái)CB40 MW＋CB50 MW 抽汽背壓式機(jī)組，機(jī)組型號(hào)為CB40－8.83／2.8／1.275 與CB50－8.83／1.275／0.245，配3臺(tái)410t／h高溫高壓煤粉鍋爐，機(jī)組供熱面積120×104m2，抽汽壓力1.275 MPa，蒸汽溫度303.7℃，工業(yè)蒸汽對(duì)外供汽能力360t／h；抽汽壓力2.8 MPa，蒸汽溫度387.03℃，工業(yè)蒸汽對(duì)外供汽能力為262.5t／h。下面對(duì)鍋爐給水泵的汽動(dòng)和電動(dòng)2種驅(qū)動(dòng)方式的配置進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

1 給水泵驅(qū)動(dòng)方式技術(shù)方案介紹

汽動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)方式根據(jù)小汽輪機(jī)排汽的冷卻方式可分為濕冷、直接空冷和間接空冷。

小汽輪機(jī)采用濕冷方案，一般可與輔機(jī)共設(shè)一套冷卻水系統(tǒng)，因機(jī)組為背壓式，無凝汽器，故需采用獨(dú)立的小汽輪機(jī)凝汽器，系統(tǒng)復(fù)雜，需增加軸封系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)等；需增加小汽輪機(jī)凝結(jié)水泵、小汽輪機(jī)真空泵以及循環(huán)水泵等的耗電量，且小汽輪機(jī)效率較低，存在冷端損失，故從技術(shù)的合理性、經(jīng)濟(jì)性考慮無法采用濕冷方案。小汽輪機(jī)采用直接或間接空冷方案，排汽需進(jìn)入空冷裝置或間冷塔，因機(jī)組為背壓式，無空冷裝置或間冷塔，故從技術(shù)的合理性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性考慮，無法采用空冷方案。

小汽輪機(jī)排汽無法采用常規(guī)方案冷卻，只能重新利用，根據(jù)GB 50049—2011《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》第13.3.3.3條，當(dāng)高壓供熱機(jī)組有中間抽汽時(shí)，可供小背壓機(jī)帶動(dòng)給水泵，小背壓機(jī)的排汽再供除氧器用汽或接至供熱管網(wǎng)。給水泵用小背壓機(jī)進(jìn)汽可采用參數(shù)為2.8 MPa的蒸汽，如小背壓機(jī)排汽供高壓除氧器，排汽壓力應(yīng)為0.8～1.0 MPa，則此時(shí)小背壓機(jī)進(jìn)汽量較大，須選擇較大型號(hào)，投資高；因此可將小背壓機(jī)排汽供低壓除氧器，排汽壓力應(yīng)為0.245MPa，根據(jù)給水泵的容量和揚(yáng)程，給水泵用小背壓機(jī)需采用B2.7－2.8／0.245型。

綜上所述，選擇以下2種配置方案作為參比對(duì)象：4×100%100SBII－JB 型電動(dòng)給水泵；3×100%B2.7－2.8／0.245型汽動(dòng)給水泵＋1×100%100SBIIJB電動(dòng)給水泵（啟動(dòng)備用）方案，排汽供低壓除氧器用汽。

2 技術(shù)比較

2.1 熱力系統(tǒng)比較

4×100%的電動(dòng)給水泵方案系統(tǒng)簡(jiǎn)單，不需要暖機(jī)時(shí)間，運(yùn)行靈活可靠，檢修維護(hù)工作量比汽動(dòng)給水泵低。

2.2 安裝及控制系統(tǒng)比較

電泵基礎(chǔ)及施工安裝簡(jiǎn)單，汽泵方案復(fù)雜。2種方案的控制系統(tǒng)：電泵的給水調(diào)節(jié)在分散控制系統(tǒng)（DCS）中實(shí)現(xiàn)，控制點(diǎn)數(shù)少；汽泵的給水調(diào)節(jié)在小汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（MEH）中實(shí)現(xiàn)，控制點(diǎn)數(shù)多。

2.3 對(duì)主機(jī)設(shè)備影響的比較

2.3.1 對(duì)鍋爐的影響

機(jī)組為高溫高壓背壓式機(jī)組，目前鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為410t／h，采用電泵方案，鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量不變；如采用汽泵方案，因汽泵采用小背壓機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)汽量與排汽量相同，且所排蒸汽全部用來滿足熱負(fù)荷需求，故在外界所需的熱負(fù)荷不變的情況下，可認(rèn)為鍋爐實(shí)際蒸發(fā)量不變。

2.3.2 對(duì)汽輪機(jī)的影響

由于主機(jī)為背壓機(jī)，機(jī)組的運(yùn)行方式根據(jù)外界所需熱負(fù)荷的情況來確定，采用汽泵方案，將增加2臺(tái)CB40 MW 機(jī)組的2.8 MPa蒸汽的抽汽量，降低CB50 MW 機(jī)組的0.245 MPa 蒸汽的排汽量，使CB50 MW 機(jī)組常年在低工況下運(yùn)行，降低了機(jī)組效率，影響機(jī)組的使用壽命。

2.4 安全可靠性比較

汽動(dòng)給水泵在啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)需要進(jìn)行切換汽源，系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，運(yùn)行操作也比較復(fù)雜。

電動(dòng)給水泵系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠快速啟動(dòng)，不但能滿足帶基本負(fù)荷的運(yùn)行要求，同時(shí)也能滿足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行時(shí)靈活調(diào)節(jié)的要求。機(jī)組備用一臺(tái)100%容量給水泵，任何一臺(tái)給水泵發(fā)生事故時(shí)，均可以滿發(fā)。

所以，在安全可靠性上電動(dòng)給水泵方案優(yōu)于汽動(dòng)給水泵方案。

3 經(jīng)濟(jì)比較

3.1 初投資比較

單臺(tái)機(jī)組的電泵與汽泵方案初投資比較見表1，結(jié)果表明汽泵方案較電泵方案的初投資高出718萬元。

3.2 運(yùn)行費(fèi)用比較

3.2.1 供電量

比較條件：以電泵方案供電量為基準(zhǔn)；2種方案給水泵所需驅(qū)動(dòng)功率相同；采暖季以冬季平均工況運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間為3 984h，非采暖季以夏季最大工況運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間為3216h；2種方案的鍋爐蒸發(fā)量相同（給水泵功率相同）。

表1 電泵與汽泵方案初投資比較 萬元

在冬季工況下，需3臺(tái)給水泵運(yùn)行，每臺(tái)泵所需驅(qū)動(dòng)功率約為2 300kW，主機(jī)功率：電泵方案，單臺(tái)CB40MW 功率為38.76MW，單臺(tái)CB50MW 功率為55.89 MW；汽泵方案，單臺(tái)CB40 MW 功率為39.243 MW，單臺(tái)CB50 MW 功率為47.348 MW。汽泵方案較電泵方案主機(jī)功率減少7.576 MW，因此，在冬季工況下，汽泵方案與電泵方案相比，供電量減少了2 693 MW·h。

在夏季工況下，需2臺(tái)給水泵運(yùn)行，每臺(tái)泵所需驅(qū)動(dòng)功率約為2 350kW，主機(jī)功率：電泵方案，單臺(tái)CB40 MW 功率為29.458 MW，單臺(tái)CB50 MW 功率為26.21 MW；汽泵方案，單臺(tái)CB40 MW 功率為31.417 MW，單臺(tái)CB50 MW 功率為16.42 MW。汽泵方案較電泵方案主機(jī)功率減少5.872 MW，因此，在夏季工況下，汽泵方案與電泵方案相比，供電量減少了3 769 MW·h。

汽泵方案比電泵方案全年供電量減少了6 462 MW·h。

3.2.2 運(yùn)行費(fèi)用

汽泵因初投資大，且結(jié)合主機(jī)供電量，每年少供電6 462 MW·h，按吉林省標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.4027元／（kW·h），通過計(jì)算，每年少收入260萬元，且不包括汽泵方案每年多出來的檢修維護(hù)費(fèi)用等，因此汽泵方案實(shí)際年運(yùn)行費(fèi)用高于電泵方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

從技術(shù)上講，電泵方案系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活可靠、檢修維護(hù)工作量小、安全可靠性高、整體壽命長(zhǎng)、主機(jī)凈輸出功率較高；從經(jīng)濟(jì)性上講，汽泵方案初投資較電泵方案高出718萬元，年運(yùn)行費(fèi)用較電泵方案至少高出260萬元。根據(jù)電廠的實(shí)際情況，本工程推薦采用4×100%的電泵方案。