350MW 超臨界機組給水系統的優化

歐一順

（華能東方電廠，海南東方 572600）

350MW 超臨界機組給水系統的優化

歐一順

（華能東方電廠，海南東方 572600）

結合華能東方電廠一、二期工程350MW超臨界機組給水系統的不同配置方案，從造價、安全、經濟、可靠性方面分析給水系統不同配置方案的優缺點，為350MW等級超臨界機組給水系統的優化提供參考。

350MW;超臨界機組;給水系統;優化

0 引言

華能東方電廠一、二期工程共有4臺350MW超臨界機組，4臺機組的汽輪機均采用哈爾濱汽輪機廠生產的CLN350-24.2/566/566型，超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、反動凝式汽輪機。一期工程1#、2#機組分別于2009年的6月、12月投入商業運行。二期工程3#機組已進入整組啟動階段，4#機組處于安裝階段。為減少投資、簡化系統、降低廠用電率，結合一期機組的設計及投運情況，電廠委托中南設計院對二期機組的給水系統進行了優化設計。

1 給水系統的設計對比

1.1 給水泵的不同配置

東方電廠一期工程每臺機組給水系統均配置2套給水泵組，1×100%汽泵組和1×50%電泵組。機組正常運行時，由汽動給水泵向鍋爐提供給水，電動給水泵通常只在啟、停機，低負荷及汽動給水泵故障情況下才投入運行。電動給水泵采用液力耦合器調節轉速。每臺汽動給水泵和電動給水泵均各設置一臺前置泵，電動給水泵的前置泵與主泵的電機同軸，汽動給水泵的前置泵單獨由一臺電機拖動。系統見圖1。

二期機組的給水系統只設1×100%汽泵組，包括一臺小汽機，一臺汽動給水泵和一臺前置泵，前置泵不再單獨配置電機，改由驅動汽動給水泵的小汽機的前端經齒輪箱拖動。系統見圖2。

1.2 系統閥門的不同配置

二期機組在取消電泵的基礎上，對系統的閥門也做了改進。將一期機組給水管道中至鍋爐省煤器的主、旁路閥組移到了汽泵出口逆止閥后，并取消了一期機組鍋爐省煤器前的逆止閥。與一期相比，二期機組在省掉電泵給水泵組的進、出口閥門的同時，也省掉了汽泵出口電動閥和鍋爐省煤器前的逆止閥。

1.3 汽動給水泵組安裝標高不同

一期機組的汽動給水泵及小機安裝在汽機間12.6米運轉層，汽泵前置泵安裝在汽機間0米運轉層。二期機組的汽動給水泵、小汽機和汽泵前置泵一起安裝在汽機間0米運轉層。

1.4 汽泵小汽機汽源的設置

一、二期機組汽泵小汽機的汽源均設計成兩路，一路來自主機第四段抽汽，另一路來自本機的輔汽聯箱。當主機四段抽汽壓力能滿足小機要求時，小機由四抽供汽。當機組發生故障或在低負荷時，四段抽汽壓力不能滿足小機要求時，采用輔助聯箱向小機供汽。為提高可靠性，一、二期機組的輔助聯箱均設計了三路汽源，一路是本機四抽來汽，第二路是本機再熱器冷段來汽，第三路是臨機輔助聯箱來汽。系統見圖3。

圖3 小汽機供汽系統

2 給水系統的造價分析

二期機組取消電動給水泵組后，能從以下四個方面節省投資。

2.1 降低了主要輔機的投資

二期機組取消了電動給水泵組，包括給水泵、前置泵、液力耦合器、一臺6kV大功率電機，可直接節約初投資約600萬元。

2.2 降低了電氣設備的投資

一期機組電動給水泵所配置的6kV電機的功率是8000kW，汽泵前置泵所配6kV電機的功率是560kW。因二期取消了電動給水泵，也取消了汽泵前置泵的電機，從設計上就可以降低廠高變的容量，降低6kV母線的容量，也減少了兩臺6kV開關和相應的6kV電纜。大幅度降低電氣設備的投資。

2.3 降低了給水管道、高壓閥門及支吊架的投資

二期機組取消了電動給水泵組，簡化了給水系統，節省了因安裝電動給水泵組所需要的給水管道、高壓閥門及支吊架的投資。另外，將汽動給水泵由汽機間的12.6米運轉層移至0米層，和汽泵前置泵安裝在一起，也節省了部分給水管道及支吊架。

2.4 降低了閉式冷卻水系統的投資

一期設計中電動給水泵油系統中油的冷卻，密封水的冷卻以及電機的冷卻空氣的冷卻，均以閉式冷卻水為介質。二期取消了電泵，就減少了閉式冷卻水系統的這幾個用戶，減少了這幾個用戶所需的管道和閥門。因閉式冷卻水用量的減少，閉式冷卻水泵的容量也就可以減少，從而節省投資。就閉式水泵電機而言，一期機組閉式水泵電機電壓等級為6kV，容量為220kW，二期機組已將閉式水泵電機設計為380V，容量為185kW。

3 給水系統運行的安全性和靈活性分析

一期機組因設置了50%容量的電動給水泵組，當汽動給水泵組任一部件故障不能投入運行時，機組仍可以利用電泵來啟、停或接帶50%的額定負荷。二期機組取消了電動給水泵組，任何時候都必須要保證汽動給水泵組的任一部件100%可靠，否則機組無法正常啟、停，更不能接帶負荷。如果汽動給水泵組不可靠，機組非計劃停運的次數就會增多。因此應在汽泵和小汽輪機的訂貨、制造、監造、安裝、運行維護等各方面加以重視，盡可能提高汽動給水泵組的安全可靠性。為了滿足不同工況的要求，二期機組的小汽機在主機啟、停及正常運行的整個過程中都必須要有可靠的汽源。由于小機未設置單獨的凝汽器，因此二期機組鍋爐上水、清洗、吹管都需要在主機凝汽器具備接收小汽機排汽，且汽動給水泵組各部件均能正常投入運行的條件下才能進行，如果施工工期安排不合理，會直接影響工程進度。在投產后的機組大、小修過程中也需考慮同樣的問題。因此在機組運行的安全性和靈活性方面，一期機組更具有優勢。

4 給水系統的經濟性分析

一期機組汽泵前置泵由單獨的電機拖動，另在機組啟、停及汽泵故障情況，使用電泵，都會增加廠用電率。一期2#機組在180MW負荷工況，單獨運行汽泵時，機組的廠用電率為5.59%，單獨運行電泵時，機組的廠用電率為8.52%，廠用電率相差2.93%。與一期相比，二期機組的廠用電中能省掉汽泵前置泵的耗電部分。

5 單設汽動給水泵組的可靠性分析

隨著生產廠家制造水平的提高和電廠檢修維護水平的提高，小汽機的運行可靠性已能達到較高的水平，與主機的運行可靠性相接近。另外，因給水泵采用進口芯包結構，運行可靠性也達到了很高的水平。因此在汽動給水泵組運行穩定性能夠得到保證的情況下，電泵備用功能的重要性已逐漸降低。東方電廠一期1#、2#機組在2011年的運行過程中，兩臺機組的汽泵均未發生過事故跳閘的情況。

在小汽機的汽源方面，一、二期機組輔汽聯箱均設有三路汽源，小汽機的備用汽源由輔汽聯箱提供，在輔汽聯箱供小汽機的逆止閥前設置了疏水，見圖3。在一期1#、2#機組的運行過程中，將輔汽聯箱的壓力設定在0.42～0.45MPa，開啟輔汽聯箱供小汽機的電動閥，以及開啟電動閥后逆止閥前的疏水，使該汽源一直處于熱備用情況。當主機四抽壓力降低，不能滿足小汽機要求時，備用汽源通過逆止閥能夠實現自動切換，使小汽機的汽源就能夠得到可靠保證，滿足了機組在低負荷下小汽機的汽源要求，也滿足了利用汽泵實現機組啟、停的要求。在2011年一期1#、2#機組的三次啟、停過程中均未使用電泵。

從一期兩臺機組的實際運行情況看，電動給水泵的備用作用逐漸降低。目前，二期3#機組已進入整組啟動階段，在前期給水系統調試及鍋爐點火吹管過程中，汽泵的運行都很穩定，未發生異常跳閘及被迫停機的情況。

上海外高橋第三發電有限責任公司兩臺1000MW超超臨界火力發電機組，給水系統也只配置1×100%BMCR汽動給水泵，不設電動給水泵。兩臺機組自2008年3月和6月正式投產至今，未發生因汽動給水泵故障而被迫緊急停機的情況。

6 結論

通過以上分析，350MW超臨界機組給水系統采用單臺汽泵在技術上是可行的。采用單臺汽泵能夠滿足機組啟、停及低負荷工況下的要求，在減少電廠初期投資、簡化系統、降低廠用電率方面有很大優勢，能夠獲得較好的經濟效益。隨著汽動給水泵組運行可靠性的進一步提高，電網富裕容量的增大，取消電動給水泵組將成為電廠350MW超臨界機組給水系統優化設計的可行方案。

The Optimization of the Water Supply System of the 350MW Supercritical Unit

OU Yi-shun
（Huaneng Dongfang Power Plant，Dongfang Hainan 572600，China）

Based on the different configuration schemes for the water supply systems of the 350MW supercritical units in the first-stage and second-stage projects of Huaneng Dongfang Power Plant，this essay analyzes both their advantages and disadvantages in the aspects of cost，security，economy and reliability，to provide reference for the optimization of the water supply system of the 350MW supercritical unit.

350MW;supercritical unit;water supply system;optimization

TK242;TK247

B

1008-8032（2012）02-0082-03

2012-01-22

歐一順（1976－），工程師，主要從事火力發電機組運行及管理工作。