劉曉敏（福建省電力勘測設(shè)計院，福州 350003）

福建華電邵武電廠汽動給水泵布置方案分析

劉曉敏
（福建省電力勘測設(shè)計院，福州 350003）

汽動給水泵是熱力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其選型對電站的安全性和經(jīng)濟性具有十分重要的影響。本文通過對給水泵配置方案的比較，推薦華電邵武電廠汽動給水泵采用1×100%分軸布置方式。

超超臨界機組；汽動給水泵；分軸

1　前言

福建華電邵武電廠位于邵武市，三期工程新建2臺660MW超超臨界機組。給水泵作為電廠重要的輔助設(shè)備，對機組安全起到至關(guān)重要的作用，特別是對于超超臨界機組，給水泵系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟性顯得更為重要，因此合理地設(shè)計給水泵系統(tǒng)，對降低初投資，提高機組的運行經(jīng)濟性等有著重要意義。

2　國內(nèi)外超超臨界機組給水泵組配置情況

對于660MW及以上等級機組，汽動給水泵通常有2×50%容量和1×100%容量兩個方案。國際上已投運的超超臨界機組中，日本電廠多采用2×50%汽泵，歐洲電廠多采用1×100%汽泵，美國電廠二者數(shù)量相當［1］。國內(nèi)早期600MW以上火力機組，絕大部分采用2×50%汽動給水泵，其特點是運行靈活，可靠性高。近幾年來，采用1×100%汽動給水泵電廠越來越多，其突出特點是給水泵汽輪機的效率提高，系統(tǒng)簡單，運行維護方便，但要求其本體及輔助系統(tǒng)的設(shè)備具有較高的可靠性。

3　汽動給水泵布置分析

3.150%容量給水泵與100%給水泵比較

隨著技術(shù)的進步和中國制造技術(shù)發(fā)展，近兩年來660MW超超臨界機組基本以100%全容量給水泵為主，原因有以下幾點：（1）全容量給水泵設(shè)備費用降低。隨著660MW等級全容量給水泵逐步國產(chǎn)化，2臺全容量給水泵的投資已經(jīng)低于4臺半容量給水泵；（2）全容量給水泵及其驅(qū)動小汽輪機效率要高于半容量給水泵和對應(yīng)的小汽輪機；（3）全容量給水泵系統(tǒng)簡單，與半容量方案相比兩者可靠率相當，且足夠高。

因此本工程采用1×100%容量汽動給水泵組方案可行且經(jīng)濟性更優(yōu)。

3.2汽動給水泵前置泵布置方式

汽動給水泵主泵與前置泵有兩種組合型式，一種是不同軸汽動給水泵組，主泵由給水泵汽輪機驅(qū)動，而前置泵用單獨的電動機驅(qū)動，一般布置在0m層；另外一種是前置泵和主泵同軸布置，都利用給水泵汽輪機驅(qū)動。

從技術(shù)角度來說，電驅(qū)前置泵和汽驅(qū)前置泵都是可行的。同軸布置，采用汽驅(qū)方式可以降低廠用電率。從能源的轉(zhuǎn)換利用效率方面進行比較來說，以相同品位的蒸汽為計算基點即利用的蒸汽理想內(nèi)功率相同的情況下，計算前置泵動轉(zhuǎn)換效率，兩種流程詳見圖1、圖2。因小型汽輪機轉(zhuǎn)速過高，需在小汽輪機與前置泵之間增加1臺減速齒輪裝置。

分軸和同軸兩種方案中，兩股蒸汽產(chǎn)生的能量通過各自不同的流程，提供給鍋爐給水。分軸方案轉(zhuǎn)換效率為η分軸=ηt×ηm1×ηg×ηtr×ηe×ηm2；同軸方案轉(zhuǎn)換效率為η同軸=ηt1×ηm1×ηc×ηm2。因此可計算兩種方案能源轉(zhuǎn)換效率，THA工況下，η分軸=0.903×0.99×0.99×0.99×0.955×0.99=0.828，η同軸=0.845×0.99×0.985×0.99=0.816?？梢姺州S方案效率更高，且隨著負荷下降，大汽輪機效率基本不變，而小汽輪機效率下降明顯，此時兩者效率差距更大。

3.3汽動給水泵組配置方案經(jīng)濟性比較

（1）初投資比較。在早期同軸方案中，一般將給水泵組布置于運轉(zhuǎn)層，在給水泵前置泵的各種運行工況中，當機組在BMCR工況甩負荷時，除氧器暫態(tài)運行壓力大幅下降，前置泵入口有效汽蝕余量會出現(xiàn)最小值，當該值小于前置泵入口的必須汽蝕余量時，前置泵就會發(fā)生汽蝕。因此為避免前置泵汽蝕，必須抬高除氧器的標高，主廠房造價將增加。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可以將給水泵布置在零米或者將除氧器布置于鍋爐鋼架范圍內(nèi)，采用這兩種方案，同軸與分軸在土建費用基本相當。兩種方案的小汽輪機功率相差很小，價格一樣；主給水泵和前置泵一樣，僅僅是電機與齒輪箱的區(qū)別，根據(jù)廠家提供資料，兩者基本一致。因此認為兩種方案的初投資相當。

圖1　給水泵分軸布置能量轉(zhuǎn)換效率

圖2　給水泵同軸布置能量轉(zhuǎn)換效率

（2）運行費用比較。根據(jù)國家節(jié)能中心發(fā)布的《火電行行業(yè)能效評價依據(jù)》［2］，本工程5000年利用小時數(shù)可分解為100%THA工況2000h；75%THA工況2000h；50%THA工況3000h。在此基礎(chǔ)上，本文按照給定前置泵輸出功率的前提下，將前置泵輸出功率折算至發(fā)電機出口，來計算比較給水泵同軸布置和分軸布置兩種方案年運行費用。根據(jù)上述轉(zhuǎn)換效率計算方法，計算1臺機組分軸方案相比同軸方案每年可節(jié)約能源32904kWh，按照本項目發(fā)電標煤耗0.268kg/kWh和到廠標煤價750元/噸，計算2臺機組可以分軸方案相比同軸方案每年可以節(jié)約運行費用為2×32904×0.268×750/107=13.4萬元。

4　結(jié)束語

綜上述所， 100%容量給水泵在可靠性上與50%容量給水泵相當，投資和效率等優(yōu)于50%容量給水泵；前置泵采用分軸布置方案效率更高，更節(jié)能，因此推薦邵武三期工程汽動給水泵采用1×100%分軸布置方案。

［1］錢海平，徐紅波.1000MW超超臨界機組給水泵型式及容量的選擇［J］.電力建設(shè)，2006.

［2］國家節(jié)能中心.《火電行業(yè)能效評價依據(jù)》［S］.2014.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.163