热电厂扩大单元制循环水泵选型分析

摘要：热电厂循环水用水量大，循环水泵电机功率较高，消耗厂用电较多，合理的循环水泵配置方式对全厂经济运行有较大改善。

关键词：扩大单元制 循环水泵 选型

一、概述

某热电厂位于福建东南沿海，是PTA项目的配套工程，总装机容量为4×670t/h+3×150MW，循环冷却水采用海水直流供排水系统，每台机组配两台50%容量的立式混流泵，不设备用泵，每台机组配一条DN1600供水干管向凝汽器供水，供水干管之间设DN800联络管连接，用联络阀门来调整运行方式。每台机组的循环水排水经虹吸井后由1600×1600排水沟排入全厂排洪渠，最终入海。

二、循泵选型计算

循环水系统是热电厂的重要组成部分，其主要作用是冷却在做过功的乏汽，使之凝结成水，并重新进入锅炉系统，减少工质损失。循环水量需根据海域水温条件、热负荷变化曲线等工况进行优化计算，推荐冷端配置方案（冷却倍率、凝汽器面积、管沟断面等）。经过综合技术经济比较，本工程推荐循环水系统运行工况按一年两季变倍率方式运行，热季为4～10 月共八个月，冷季为11～3 月共四个月，纯凝工况采用55/33 两种倍率，抽汽工况采用50/30 两种倍率。

纯凝、抽汽工况循环水量见表1、表2。

纯凝工况循环水量表

抽汽工况循环水量表

为满足本工程供热机组运行要求，本工程推荐循环水系统按一机两泵配置循环水泵，纯凝热季工况采用循泵满负荷运行，纯凝冷季、抽汽热季和抽汽冷季工况时根据凝汽量来确定采用一机一泵、三机四泵或三机二泵的方式运行。

本工程主要用途为化工生产提供蒸汽，机组运行数量随化工生产需要调整，设备计算按机组全部运行考虑。循环水泵的流量由各工况循环水量决定，扬程根据不同工况的水位和供水系统水头损失计算得到。由于凝汽器排水出口排洪渠直通入海，排水水位受潮位和洪水的共同顶托作用，故选取不同潮位与洪水相遇时的渠内水面线作为计算基准水位，洪水重现期为100年一遇。

汽机房汽机房外循环水供水压力和循环水泵扬程计算分别见表3、表4。

汽机房外循环水供水压力表

当历史最低潮位与百年一遇洪水叠加时，汽机房外循环水供水压力要求最高，按此条件进行循泵扬程计算。

循环水泵扬程计算表

三、运行方式分析

根据以上计算可知，纯凝热季时循泵扬程和轴功率均比其他工况高出许多，而另3种工况间差别则不大。按此结果，现有型号的循环水泵无法同时满足所有工况点的要求。若以纯凝热季工况选泵，则在其他工况扬程、轴功率富余量较多，水泵工作点远离设计点，造成低效和浪费，并导致凝汽器过冷；若按满足纯凝冷季和抽汽工况选泵，则在纯凝热季时供水达不到设计要求，凝汽器出水温度偏高，真空度下降。

本热电厂作为化工厂的自备电站，热季三台机组全部纯凝工况运行的几率几乎极低，如果按照运行几率很少的工况选择供水设备，那将带来热电厂的供水系统常年在“大马拉小车”的不合理工况下运行，既不合理也不经济。建议不考虑纯凝热季工况，以抽汽热季工况作为水泵设计点。

若生产上必须满足纯凝热季工况，由于本工程运行工况较多，应使海水供水泵的运行高效区尽量与热电厂的常用工况保持一致。建议在供水管道上增加联络阀门，就可在热季纯凝工况时达到3根供水管道运行，在其他工况时2根或1根管道给3台机组供水，使水泵扬程趋于相近，这样既灵活运行又保证了供水的安全可靠性。

如考虑配备变频调速装置，根据本工程的循泵电机功率，变频器需采用进口设备，造价昂贵，而且对于本工程运行工况之多，也非变频器的能力能全部满足的，单纯依靠变频器节约的电费，在热电厂的全部运行年限内也很难将投入的资金全部收回。另外，水泵和电机在海边，而开关柜和变频器在主厂房，相距2km，目前没有合适的变频器满足远距离的要求。如考虑双速电机，相对于本工程运行工况差别之大，双速电机只有两个转速，不可能满足那么多工况要求。

四、经济分析比较

循环水泵年运行时间8000h，按年均4台泵全部运行考虑，以纯凝热季工况选泵，电机功率1250kW，年耗电量4000万kW·h，以抽汽热季工况选泵，电机功率900kW，年耗电量2880kW，可节电1120万kW·h，相当于3台机组满发1.04天的电量。而且，水泵功率降低，也使得设备和土建等投资降低。由于水泵长期在设计点附近运行，稳定性得到很好的保障，循泵的检修工作可安排得更合理。

五、结束语

通过对循环水泵参数计算和机组运行情况分析，降低水泵扬程和轴功率，不仅可大幅降低厂用电指标，提高机组的经济运行水平，而且有利于循环水泵稳定运行，对设备的检修维护创造了良好的条件。