何啟宏+黃城+王躍騰

[摘 要]廣東粵電大埔發(fā)電有限公司給水系統(tǒng)的選型經過設計優(yōu)化，采用兩臺機組給水系統(tǒng)配置一套30%BMCR容量純啟動用電動給水泵，大大節(jié)省了初始投資，減少了運行、維護工作，具有良好的經濟效益和社會效益。本項目獲得了國家發(fā)明專利，可供新建電廠借鑒參考。

[關鍵詞]新建火電機組；給水系統(tǒng)；純啟動用電動給水泵選型。

中圖分類號：TK262 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）02-0143-01

1 項目簡介

廣東粵電大埔發(fā)電有限公司（以下簡稱本公司）1、2號機組為異地新建機組，容量為600MW。三大主機均采用上海電氣集團產品。經過優(yōu)化設計，本公司兩臺機組給水系統(tǒng)配置一套30%BMCR容量純啟動用電動給水泵，每臺機組配1臺100%容量汽動給水泵，汽泵的前置泵與給水泵同軸布置，創(chuàng)新性地簡化了給水系統(tǒng)的設置，獲得了國家發(fā)明專利。

2 電動給水泵的功能選擇

2.1 鍋爐啟動要求

電動給水泵的容量與鍋爐最小直流負荷有關，而鍋爐最小直流負荷又與各鍋爐制造廠的技術要求有關。據了解，目前三大鍋爐廠的600MW超超臨界鍋爐的最小直流負荷均為25～30%BMCR。對于沒有啟動循環(huán)泵的鍋爐，電動給水泵的容量需滿足鍋爐最小直流負荷的要求。根據上述要求，對應鍋爐最小直流負荷，配置的電動給水泵應選擇25～30%的容量，以滿足鍋爐啟動要求。

2.2 汽動給水泵組切換要求

根據國內運行經驗及三大鍋爐廠推薦，在啟動過程中，從電動給水泵和汽動給水泵切換的角度看，電動給水泵容量選擇30%～35%及以上可以滿足要求。

2.3 電動給水泵電動機功率要求

由于電動機的容量大小和電動給水泵的軸功率呈線性關系，而軸功率又和給水泵的容量成正比。目前國內大容量機組均采用定-滑-定運行方式，600MW等級機組采用30%BMCR容量的電泵時，僅具有啟動功能和同時具備啟動/備用功能的電機功率分別是～3000kW和～8500kW。

2.4 電動給水泵電動機電壓等級要求

在電廠各設備中，一般來說，電動給水泵電動機的功率最大，廠用電的電壓等級需要根據電動給水泵電動機的功率來確定。經咨詢有關電動機制造廠和電氣專業(yè)，均認為6kV電動機的功率不宜超過9000kW，高于9000kW則宜采用10kV電壓等級。目前國內600MW超臨界機組應用較多的為6kV電壓等級，本公司電動給水泵也選擇6kV電壓等級。

3 電動給水泵采用啟動與備用的比較

電動給水泵僅具有啟動功能與啟動＼備用功能簡單經濟比較如下表1（1×600MW超（超）臨界）：

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當，而給水泵的事故率也很低。所以啟動/備用功能的電動給水泵，備用功能極少投用，啟動時也可用汽泵直接啟動。根據有關文獻，GE公司2×50%汽動給水泵和1×100%汽動給水泵的兩種方案一般不設備用泵，這也是基于給水泵組的高可靠性和對其的快速修復能力，該公司1979～1993年對給水泵組的統(tǒng)計強迫停機率僅為0.16%。因此，按進口機組的故障率，完全可以只設啟動用電動給水泵或不設電泵。

隨著汽動給水泵可靠性的不斷提高，電動給水泵的備用功能已越來越弱化。目前日本的1000MW超超臨界機組在電動給水泵的選型時已基本不考慮備用功能，而僅考慮啟動功能。實際上一臺汽動給水泵事故退出后，電動給水泵要立即投入并聯(lián)運行，備用條件復雜，電泵的油系統(tǒng)須經常運行，泵始終處于熱備用，泵出口電動閘閥常開，逆止閥長期承壓，熱控需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，如此多的條件如有一項不能滿足則不能實現(xiàn)。一般情況下，當一臺汽泵故障時，只能先降負荷運行，然后再啟動電動給水泵。

從目前我國實際情況看，600MW超（超）臨界機組汽動給水泵組的運行可靠性已達到很高水平，而且由于制造廠家的良好服務與配合，其快速修復能力也得以提高，而超（超）臨界600MW機組30%容量電動定速啟動泵和30%容量電動調速（偶合器進口）備用泵的初投資價差高達1472萬元。因此，取消電動給水泵的備用功能可以明顯降低電廠的初投資。

4 電動給水泵配置選擇

由于30%容量的電泵僅為機組啟動使用，不作為主泵的備用泵。機組正常啟動成功后，當汽動給水泵的汽源滿足其工作要求后切至汽動給水泵運行。此時30%容量的啟動電泵處于閑置狀態(tài)。設備閑置率很高，造成投資的浪費。如果兩臺機組共用一臺30%容量啟動電泵，不僅解決了啟動電泵長期閑置問題，提高了設備的利用率，而且還降低了電廠的初投資。

當兩臺機組配一套啟動泵時，啟動給水系統(tǒng)將按擴大單元制設計，見下圖1。

擴大單元制比單元制系統(tǒng)節(jié)約一臺啟動給水泵，但系統(tǒng)連接相對比較復雜。采用擴大單元制方案電氣系統(tǒng)需增加一面隔離開關切換柜，從每臺機組的6kV分別設置一個斷路器柜，經電纜分別引接至隔離開關切換柜（設置兩臺隔離開關），再由隔離開關切換柜引接至電動給水泵。隔離開關切換柜與相應的6kV柜進行電氣閉鎖，確保與運行機組的對應，避免電氣回路的合環(huán)運行。此方案可確保運行的可靠性，但相對與單元制接線而言，增加了一臺隔離開關切換柜及相應控制回路的復雜性。控制方面將給水泵及閥門直接納入單元機組DCS公用網絡，實現(xiàn)二臺機組在DCS系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控，并確保任何時候僅有一臺機組能發(fā)出有效操作指令。從電氣、控制方面來講都能確保該系統(tǒng)的安全可靠性。

5 結論

通過以上分析，本公司兩臺機組采用配置一套30%BMCR容量、啟動用電動給水泵的方案，創(chuàng)新性地解決了新建機組必須要配置電動給水泵的要求，又節(jié)省了初始投資。為此，我司申請了本設計的發(fā)明專利，并獲得了國家實用新型專利（一種電廠大型機組鍋爐給水泵系統(tǒng) ZL 2015 2 1058502.6 ）。