提高汽轮发电机组电动给水泵运行经济性研究与应用

[摘 要]随着火电厂机组容量的增加，给水泵驱动功率也在增加，当前，我国装机容量越来越大，其中火力发电机组是主力，而且还将长期是电网中的主力机组。电动给水泵的广泛使用，能够为电厂降低整机热耗、提高其热经济性。它同电动泵驱动方式存在很大的差异，本文对电动给水泵驱动的优点、

[关键词]电动给水泵；效率；优点

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0267-01

引言

目前，广泛应用的凝汽式电动给水泵均设计为纯凝汽式（无回热抽汽的），以此来简化整个热力系统并增大机组在运行上的灵活性。它的乏汽排入自备凝汽器或排入主凝汽器中。当主机低负荷运行时，主机抽汽压力相应下降，主机抽汽压力下降到某一程度时，就要利用专门的自动切换阀门将高压汽源引入电动给水泵。由于电网容量的迅速增大，昼夜之间负荷的差值也就越来越大，大容量机组参加调峰的问题已经迫在眉睫。因此，除了要求机组在额定工况下有较高的经济性外，同时还要求汽轮机组适应在变压运行和滑压运行方式下工作，电厂辅机设备中的给水泵的运行方式也由原来的定速运行改为变速运行。所以，当给水泵的运行方式改变后给水泵的驱动方式也需要作相应的变化。电动给水泵的工作汽源在额定工况时，来自主汽轮机的抽汽，排汽直接进入主凝汽器或自备凝汽器。由于电动给水泵与主汽轮机低压缸并联布置，这就有效的增加了排汽面积，使主汽轮机的排汽损失减小，从而提高了整个热力系统的热效率。？

在我国的 300MW 及以上的火电机组中，锅炉给水泵的驱动有部分采用的汽轮机驱动。在火电机组中，给水泵是主要的耗电设备之一，约占主机功率的2%-4%。因此，火力发电厂运行的经济性不仅仅依赖于机组的本身效率，同时还对于热力系统中辅机的配置和运行方式有一定的要求，然而，人们往往很重视主机的经济性，对锅炉给水泵驱动用的小汽轮机的运行效率和经济性了解不多，重视不够，对于其经济性的分析也缺乏一定的深度。电动给水泵属于工业汽轮机的范畴，通常电动给水泵进汽压力在 0.4Mpa1.0Mpa 之间，排汽压力在 4.0Kpa12Kpa 之间。工作转速一般为 4500r/min6000r/min[1]。在实际运行中测量驱动给水泵用汽轮机的效率是诊断和提高电动给水泵的运行经济性的首要选择。

一、电动给水泵的广泛使用，能够为电厂降低整机热耗、提高其经济性

1 电动给水泵可提供不受限制的驱动功率，为大功率汽轮机的制造、发展创造了条件，可设计为高转速并与给水泵直接联接，以满足给水泵的最佳转速，大多为 5000r/min。

2 电动给水泵驱动与主汽轮机的驱动方式相比，电动给水泵的内效率虽不及主机（前者约为 82%-84%），后者可达到 88%-90%，但汽轮机与给水泵直接连接减少了动力传递过程中的能量损失（一般为 0.99%）。

3 电动给水泵的工作蒸汽可取自主汽轮机的某一段的中间级，当该电动给水泵为凝汽式时，可使流经主汽轮机的最末级的蒸汽量减少 7%-10%。从而降低了主机的余速损失，提高了主汽轮机的内效率。当机组的功率越大时蒸汽参数越高，采用凝汽式电动给水泵对提高电厂经济性也越有利。

4 凝汽式电动给水泵的热力设计特点随着汽轮机向高参数、大容量方向的发展，电动给水泵已构成整个汽轮机组装置中的一个重要的组成设备。它的各个工作参数应从整机装置的经济性和安全性的全局出发加以考虑

二、电动给水泵与汽动给水泵的差异

在发电厂中，给水泵是用来给水升压，泵前的水压力较低，泵后的教高，用来使水流通。而给水泵一般分为电动和汽动两种工作方式，简单的说，电动给水泵是电力带动，而汽动给水泵一般是有汽轮机带动，汽轮机旋转通过连轴带动汽动泵旋转。

1. 电动给水泵

锅炉电动给水泵可以分为很多种，有DG型次高压锅炉给水泵，还有DC型，锅炉给水多级泵。DG型单吸多级离心泵作为高压锅炉给水或其他高压给水用。输送介质温度低于160℃，适用于电厂各种容量机组的单元制及母管给水系统。DG型是卧式、单吸、多级节段式离心泵。泵的进出口均垂直向上。拉紧螺栓将泵的吸入段、中段、排出段联结成一体。泵转子由装在轴上的叶轮、平衡盘等零件组成。整个转子由泵轴两端的滑动轴承支承。轴承用油，用循环冷水冷却。转子的轴向力由平衡盘平衡。轴封采用填料密封或机械密封。在轴的两端设有密封函，内装软填料或机械密封。有一定压力气的水通入密封函起水封、冷却作用。在轴封处装有可更换的轴套以保护泵轴。泵通过弹性联轴器由电机直接驱动，从电机端看，泵为顺时针方向旋转。

与汽动给水泵相比，其优点是系统结构简单。缺点是其启动电流大，耗用的厂用电多。

2.汽动给水泵

汽动给水泵，是通过一个单独的小汽轮机驱动的给水泵。该汽机从抽汽管道上抽取蒸汽，利用供除氧器加热蒸汽的压差做功，通过小汽机的转动带动给水泵进行给水，调节泵的转速是通过小汽轮机的调速器控制进汽量来进行的。小汽轮机可采用凝汽式、背压式。小汽机的正常运行，需要相应的汽、水管道系统，调速系统，备用汽源等。汽动给水泵多采用不同轴的串联方式。小汽轮机的汽源有：新蒸汽、冷再热蒸汽、热再热蒸汽、主机抽汽。从全厂热经济性来看，采用新蒸汽，其冷源热损失最大，因而经济性差，而热再热蒸汽的热经济性最好。

三、电动给水泵的优点是：

（1）电动给水泵的容量可以很大，使得大机组的给水泵台数减少。

（2） 大型机组采用电动给水泵后，可以减少厂用消耗新汽或抽汽，使整个机组向外多供3%～4%的电量。

（3）转速约在5000rpm-8000rpm，使得给水泵的轴较短，短轴刚性好、挠度小，提高了给水泵运行的安全性。

（4）当新汽或抽汽短缺时，可保证锅炉供水不问断，提高了电厂的可靠性。

电动给水泵耗用厂用电，汽动给水泵消耗新汽或抽汽。热电厂，当冬季采暖期热负荷最大时，锅炉蒸发量有富余时，可把给水泵切换到汽动给水泵，可节省厂用电。同样如今火电厂大型机组一般要考虑汽泵可以大幅度降低机组厂用电率（用汽泵的机组厂用电一般的4～6%，无汽泵的机组厂用电率一般为7～10%，），大型火电机组里厂用电率是很重的一个经济指标），大部分电厂配置的是1台电泵（机组启动时用），2台汽泵，电泵是在机组启动过程中或者事故处理过程中用的，但现在很多电厂为了节约厂用电，在机组启动时直接利用辅汽带汽泵启机，以降低厂用电。具体如何选择，电厂需根据自身实际情况，综合考虑经济、维护、成本等因素。

参考文献

[1] 李莉.略论热点冷联产的优越性和厂网分离的必要性[J].价值工程，2005，（2）：110-111.

[2] 高小平.热电厂汽动给水泵节能分析.

[3] 董爱华、王桂玲600MW机组汽泵增加辅助汽源的探讨。汽轮机技术2002.44（5）：307-309.

[4] 陈国年基于能量价值分析的给水泵驱动方式的技术经济论证：热能动力工程2003.

[5] 大型锅炉给水泵性能现场试验方法北京：中国电力出版社2003.

作者简介

李强（1987―），男，内蒙古人，毕业于山西大学，助理工程师，现从事火力发电厂汽机检修技术管理工作。