锅炉给水泵配置方案比较

【内容摘要】分析了国内外大机组的给水系统设备配置及运行情况，针对600MW超超临界机组进行了1×100％汽动给水泵和2×50％汽动给水泵给水泵配置方案的技术经济比较。

【关键词】汽动给水泵1×100％容量2×50％容量

【 abstract 】 analysis of domestic and international large units of water system equipment configuration and the operation, in view of the 600 MW ultra-supercritical units on the 1 x 100% steam pump with 2 x 50% steam to pump water pump arrangement of technical and economic comparison.

【 keywords 】 steam pump 1 x 100% capacity 2 x 50% capacity

中图分类号：U464.138+.1 文献标识码：A 文章编号：

锅炉给水泵在电厂热力系统中处于关键地位，合理的配置给水泵的型式及容量，对于降低电厂初投资，改善机组的运行经济性、确保机组的长期安全运行至关重要。

1国内外大容量火力发电机组给水泵组配置

1.1 国内火力发电机组给水泵组配置现状

国内300MW以上火电机组，绝大部分采用2×50%汽动给水泵加一台电动给水泵的方案。600MW、1000MW等级机组也大多数采用该配置方案，如：威海三期工程，配置2×50％汽动给水泵；华电国际莱州电厂一期2x1000MW机组工程，配置2×50％汽动给水泵和1×30％启动电动给水泵；外高桥二期工程2X900MW机组，配置2×50％汽动给水泵和1×40％启动/备用电动给水泵；华能玉环电厂4X1000MW机组，配置为2×50％汽动给水泵和1×25％启动电动给水泵；国电泰州电厂和华电邹县电厂四期2X1000机组，给水系统的配置均为2×50％汽动给水泵和1×30％启动电动给水泵。

1.2 国外火电机组给水系统配置现状

日本大多数火电机组锅炉给水泵的配置情况与中国的配置方案相同，采用2×50%汽动给水泵加一台电动给水泵的方案。

德国近年来新建的百万级超（超）临界机组，给水泵的配置均采用1×100%汽动给水泵和2×40％启动/备用电动给水泵。其中典型电厂主要有NIEDERAUSSEM电厂，Boxberg电厂，Lippendorf电厂和黑泵电厂。

美国AEP 公司也先后于1973年到1989年之间投入运行6台1300MW超临界机组（Amos 3、Gavin 1、Gavin 2 、Mountaineer 1、Rockport 1、Rockport 2电厂）配置了1×100%汽动锅炉给水泵组，其给水泵的容量为49.4MW，不设置电动给水泵。

2给水泵配置方案的技术经济比较

2.1 技术方案比较

汽动给水泵台数和容量的选择，取决于机组容量、设备质量、机组在电网中的作用、设备投资等多种因素。根据《火力发电厂设计技术规定》DL5000-2000第10.3.5条要求，“对600MW及以上机组运行给水泵，宜设置两台容量各为最大给水量50%的汽动给水泵”。

配2×50%容量汽动泵：

优点是一台汽动泵组故障时，单台泵能带65%左右额定负荷运行，对机组负荷影响不大。正是基于可靠性高、运行灵活的优点，此配置在国内百万千瓦等级电厂以及其它300MW、600MW亚临界、超临界电厂广泛采用，且50%容量的给水泵及配套给水泵汽轮机能够实现国产化。2×50%容量小汽机为刚性转子，起机过程中不存在临界转速。机组启动方式较灵活。

配1×100%容量汽动泵：

泵与主机的负荷相匹配，系统简单、操作和调节比较方便。

1×100%容量小机不是刚性转子，起机过程中需要快速通过临界转速。由于小机临界转速低于小机额定运行转速，小机调速范围的下限值的设定就必须高于临界转速。按国内小机厂设计，小机最低稳定运行转速~2500rpm。参考给水泵制造厂提供的设计曲线，在此转速下运行（开启再循环），给水泵的出口压力~14MPa，流量~400t/h。然而在锅炉进水阶段、启动初期和机组负荷低于40~50%BMCR时，要求的给水流量小，压力低，单台小机运行无法满足要求。为此需设置30%启动电动给水泵组，同时在汽泵负荷升至40~50%BMCR以前，需要开启泵最小流量阀以适应机组启动要求。

2.2经济性比较

额定负荷下， 2×50%容量和1×100%容量小机和给水泵组经济比较见表1~3。

方案比较及初投资如下（由于100%给水泵配套的给水泵汽轮机目前国内还没有制造、运行业绩，分别按进口和国产两种方案进行比较）：

方案a：1×100%汽泵（进口）+1×100%小机方案（进口）：4930+400（启动电泵）+9610=14940万元（两台机组）；

方案b：1×100%汽泵（进口）+1×100%小机方案（国产）：4930+400（启动电泵）+3750=9080万元（两台机组）；

方案c：2×50%汽泵（国产）+2×50%小机（国产）：3620+3048=6668万元（两台机组）。

表1初投资比较（两台机组）

表2给水泵性能比较（100%汽泵需进口）

注：

1、年运行小时数取为5500h，标煤价暂按800元/t计算。

2、由于1×100%容量小机外形较大，由此引起厂房、电气设备以及四大管道等投资增加初步估计约440万元（两台机组）。

3、参考外高桥三期工程，1×100%汽动给水泵考虑配备独立的凝汽器，在机组调试和启动时给水系统能提前投入运行。

根据年费用比较公式：

A=P·I (1+I)n/((1+I)n-1)+R+S

A--年费用 P--初投资 R--年运行费（含电费、检修维护费，暂取0）

n—经济生产年I--年利率（贷款）取5.94%

S--系统费用，此处取0。

如电厂常年在100%负荷运行，方案a节省的运行费用不足以偿还贷款。方案b在电厂寿命期没不能收回投资。

另外，从某工程辅机招标情况看，在VWO/THA/TMCR/TRL这些工况下，国产600MW半容量小汽机与全容量小汽机均可以保持较好的内效率，设计工况一般在83％以上。

从小机厂给出的不同工况看：

1）在100％工况时国产半容量小机汽耗较国产全容量小机高约0.16 kg/kwh。进口全容量给水泵效率较国产半容量给水泵高约2.65%。全容量方案整体效率略有提高。

2）在75％工况时，半容量小汽机内效率可以保持在75％-80％之间；全容量小汽机内效率一般在70-78％之间。

3）在50％工况时，半容量小汽机内效率一般在70％-78％之间；全容量小汽机内效率一般在60％-70％之间。

从以上数据看来，如电厂长期在75%左右负荷运行时，全容量小机效率较半容量小机上不占优势，在电厂寿命期内更不能收回投资。

综合考虑设备初投资、运行经济性等各方面因素，2×50%容量小机和给水泵组的经济性高于1×100%容量小机和给水泵组。（以上未考虑电厂因耗煤量的减少而减少的排放量）

3结论

综合以上技术、经济比较，两方案都是可行的。2×50%容量小机及给水泵方案应用于大容量超超临界机组更具优势。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。