国产200MW机组汽泵改造前后的经济分析

摘要：我厂现共有6台燃煤发电机组运行，总装机容量130万千瓦。其中，#5－8机组为哈尔滨三大动力厂配套生产的国产200MW机组，汽轮机为N200-12.7-535/535型超高压、三缸三排汽、单轴、一次中间再热、凝汽式汽轮机（#5、6机为34型，#7、8机为55型），为了充分挖掘机组主、辅设备潜力，有效利用锅炉富裕蒸发量，减少厂用电，提高电厂净供电能力及给水泵运行的可靠性，我厂2003年开始利用200MW机组大修时将原四台机组乙给水泵（50%容量电动给水泵）拆除，安装一台全容量汽动给水泵，正常运行情况下为乙汽动给水泵运行。为比较电动泵改汽动泵运行的经济性，本文提出一种简便、有效的计算方法以，对两种运行方式下的煤耗进行了估算，同时根据近期6号机组相关试验结果，对本计算方法进行了验证。

关键词：200MW汽轮机组汽动给水泵改造 经济性 煤耗

中图分类号：TK26文献标识码： A 文章编号：

1、系统概述

我厂200MW单元机组给水系统配备3台给水泵，其中一台为全容量给水泵（英国WEIR泵），两台半容量给水泵（沈阳泵），正常情况下WEIR泵长期运行，WEIR故障或机组启停、深调峰时，倒半容量水泵运行。给水泵调节方式为液力偶合器调节。因偶合器的调节效率近似于其转速比，故在低负荷时，给水泵的运行效率很低。即液力偶合器调节属于低效变速调节。随着机组低负荷运行时间的增加和节能减排任务的深入贯彻和实施，根据本厂的热力系统，充分挖掘机组主、辅设备潜力，有效利用锅炉富裕蒸发量，利用机组检修机会，将一台半容量的电动给水泵更换为全容量汽动给水泵，实现减少厂用电，提高电厂净供电能力，提高能源利用率，获得较好的社会效益和以济效益

2、有关数据来源

因电动给水泵改为汽动给水泵后很长时间内，没有专门进行过电泵和汽泵两种运行方式下经济对比试验，本文参与对比的相关数据来源于有关资料介绍及先前的有关试验数据。

计算数据依据：2001年我厂热试组为制定经济调度方案所做试验时各负荷下的厂用电率及电动给水泵的用电率、锅炉效率。华东电力试验研究院2003年12月份对我厂#8机组优化调整试验的有关数据。哈尔滨汽轮机厂提供的200MW机组热平衡图。

3、机组对比前提

为使电泵运行和汽泵运行的经济性具有可比性，应使机组在两种运行方式下，各运行参数应保持相同或相近，即在两种运行方式下，工质做功过程相同，从而排除其它方面的差异对两种运行方式的经济性产生影响。在对比工况选取上，考虑了机组发电量相同这一前提。因为在机组负荷相同下的情况下，工质在其热力循环过程中，因给水泵运行方式的不同而产生的其它方面的差异对两种运行方式的经济性产生的影响可以忽略不计的，故在进行经济性对比计算时，以机组负荷相同为比较的基础，在发电机发电量相同的前提下，进行汽泵改造前后的发电煤耗、供电煤耗对比，为全面比较，可多选几个工况点。

4、机组负荷相同的前提下，汽泵运行影响主汽增加的计算

新安装的汽泵，其小汽轮汽源有两路：一路为高压汽源，即来自主蒸汽，蒸汽参数为12.74Mpa，535℃，此汽源为机组启停及低负荷运行时小汽轮机的备用汽源。另一路汽源来自汽轮机四段抽汽，蒸汽参数为0.68Mpa，374℃，此汽源做为小汽轮机正常运行时的供汽。因在机组运行期间，小汽轮机基本上不使用高压汽源，故进行经济性对比计算时，只考虑了小汽机使用低压汽源的情况。

因小汽轮机使用的蒸汽来自四段抽汽，所以在机组发电量相同的前提下，主蒸汽流量必然高于电泵运行时的主蒸汽流量。与电泵运行相比，增加的这部分主蒸汽在汽轮机组中增加的发电量必等于由于小汽轮机使用四段抽汽而使这部分蒸汽在汽轮机四段抽汽口以后能在汽轮机组中的发电量。以此为基础，可以计算出在机组发电量相同的前提下，汽泵运行比电泵运行多增加的主蒸汽流量。

5、机组负荷相同的前提下，电泵运行与汽泵运行煤耗的计算

机组负相同的前提下，汽泵运行时，由于主蒸汽流量的增加，对汽轮机本体而言，其四段抽汽口之前缸效有升高趋势，但在四段抽汽口之后，缸效因流量的降低有下降的趋势。考虑流量偏差比较小，故在两种运行方式下，可认为汽轮机相对内效率不发生变化，锅炉效率及管道效率也不发生变化。因为四段抽汽口位于中压缸，并且小汽轮机的排汽最后也是排入凝结器，可认为两种运行方式下机组热耗及煤耗的不同仅为主汽流量的不同造成的。

6、机组负荷相同的前提下，电泵运行与汽泵运行煤耗对比

电泵运行时，电泵使用的电源来自本机厂用变压器，节省了汽泵运行时四段抽汽量，故机组的发电煤耗低于汽泵运行时的发电煤耗值，但因给水泵电机要耗用电能，故使本机厂用电率上升，进而影响机组供电煤耗上升。汽泵运行时，因使用了部分抽汽，致使机组的发电煤耗上升，但节省了厂用电，使本机组的厂用电率下降，厂用电率下降，影响机组的供电煤耗下降，所以供电煤耗值是最终反映机组经济性的指标，用供电煤耗值做为比较才有意义。

7、结论

1、对国产200MW机组而言，汽泵运行与电泵运行相比，发电煤耗上升约5～6g/kwh，因厂用电率下降2～2.5%，使供电煤耗下降1.08～4.54g/kwh,考虑机组带负荷情况及用于计算数据的准确性，供电煤耗下降约1.5g/kwh左右。以2007年#8机组全年上网电量13.14亿kwh，标煤单价450元/吨计算，全年可节标煤1900吨，节燃料成本85万元。

2、汽泵运行后，可在发电量相同的情况下，可增加上网电量。电动泵改汽泵后，满负荷下，厂用电率降低2.03％，2006年全年平均负荷下，厂用电率降低2.14％。在发电量相等的情况下，每小时多增加上网电量约3500kwh。以发电利润0.05元/ kwh计算,年运行小时7000小时计算，每年可增加利润120万元。

3、汽泵运行与电泵运行相比，负荷越低，煤耗差值越大的主要原因为：电泵运行为液力偶合器调节，液力偶合器的效率近似等于其转速比，且低于转速比（当机组负荷在200～100MW，偶合器速比i=95～69%）故偶合器传递效率随机组负荷的降低而降低，且负荷越低，降低程度越明显，造成给水泵组整体效率下降很大（ 当机组负荷在200～100MW，电泵整体效率η=67.5～44.4%，引自国电公司西安热工研究院《国产200MW机组WEIR锅炉给水泵取消最小流量装置试验报告》2002年1月）。汽泵运行，小汽轮机入汽节流损失虽随负荷降低而增大，但小汽泵属于滑压运行，小汽轮机效率下降程度要比偶合器效率下降的程度小的多，使得汽动给水泵整体效率与电泵整体效率的差别随负荷降低而增大，造成煤耗差值随负荷降低而增大。

4、如机组原电泵调节为节流调节，则汽泵改造后经济性会更明显。

参考文献：

[1] 华东电力试验研究院，《国产200MW机组优化调整及基准试验报告》

[2] 国电公司西安热工研究院，《国产200MW机组WEIR锅炉给水泵取消最小流量装置试验报告》

[3] 《 国产200MW机组给水泵电动/汽动方式下运行经济性对比试验报告》