淺談火力發電廠鍋爐給水泵的選擇

肖新

(新疆電力設計院，新疆 烏魯木齊 830002)

1 概述

鍋爐給水泵是電廠極其重要的輔機設備之一，其投資在全廠輔機中占有相當大的比例。與此同時，給水泵的電機功率很大，運行費用高。因此，選擇合理的給水泵配置方案對于整個發電廠的造價及安全經濟運行起到非常重要的作用。對于超臨界機組，給水泵組運行的可靠性與經濟性顯得尤為重要。

本文章以常規350MW超臨界燃煤空冷供熱機組為例，結合《火力發電廠設計技術規定》進行給水泵的技術經濟論證，選擇合適的給水泵的配置方案。

2 給水泵驅動方式選擇

目前國內350MW機組給水泵驅動方式有全電動驅動、汽動+電動備用泵、全汽動驅動三種方式。全電動給水泵常規配置為3×50%容量，兩臺運行、一臺備用，全電動給水泵較多為300MW空冷機組以及北重330MW機型所配套。上汽、哈汽、東汽三大動力設備廠常規濕冷350MW機組所配套的給水泵均采用汽動+電動備用泵驅動方式，在國內已投運的電廠中較多采用汽動驅動方式，綜合比較上述驅動方式，有如下特點:

⑴采用汽動給水泵，其汽源來自主汽輪機的低壓抽汽，有利于提高回熱系統效率，從而提高機組整體熱效率，降低發電煤耗。

⑵從設備運行可靠性方面分析，汽動泵采用單軸單缸低壓汽輪機，機組結構簡單、進汽參數低、軸系短穩定性好，其運行可靠性較高且故障概率低于主汽輪機。

⑶50%電動給水泵配套電動機功率較大，采用全電動給水泵將會極大地提高機組的廠用電率，減少外供電量。與汽動泵采用機組已做過功的低壓抽汽相比經濟性明顯偏低。常規350MW機組配置的50%容量電動給水泵其電動機為6kV，5600kW;30%容量的電動給水泵電動機為6kV，3600kW，若采用全電泵(3×50%容量)，廠用電將會有較多的增加。

⑷對于350MW機組，50%容量的電動給水泵其電機額定功率為5600kW，啟動時廠用電電壓波動大，不利于機組安全運行，同時高壓廠用變壓器容量增大，并且增加6kV開關柜的數量，6kV段進線開關遮斷容量增大。

綜上所述，不推薦采用全電動給水泵方案。

3 給水泵組配置方案及容量選擇

3.1 啟動或備用電動給水泵配置方案

隨著給水泵及其驅動汽輪機技術成熟，事故幾率越來越小，很多擴建電廠有取消啟動電泵，汽泵直接啟動的經驗。另外從實際運行情況來看，某些電廠雖然設置了備用電泵，但從未投用。根據計算結果，采用30%電動定速給水泵組，啟動或備用電泵初期投資為200萬元;采用30%電動調速給水泵組(含耦合器)，初期投資為360萬元。

綜上所述，取消備用電動給水泵，兩臺機組最多可節省720萬元，考慮電氣控制等方面的因素，則節省會更多。綜合考慮，推薦取消啟動或備用電動給水泵。

3.2 汽動給水泵配置方案

從優化設計、提高機組運行靈活性角度出發，推薦汽動給水泵組配置方案為:2×50%容量汽泵(以下簡稱方案一)。由《火力發電廠設計技術規定》可知汽動給水泵組還有另一配置方案:1×100%容量汽泵(以下簡稱方案二)。下面將從運行維護、初期投資等方面對兩種方案進行詳細的對比分析，論證方案一的優越性。

⑴兩方案運行優缺點比較

方案一:2×50%容量汽動泵方案，其優點是運行靈活，當一臺電泵出現故障后，另一臺電泵可帶60%左右的負荷。另外50%容量汽動泵技術非常成熟，在國內擁有大量運行業績。缺點是管道和設備的占用空間增大，系統相對復雜一點。

方案二:1×100%容量汽動泵方案的優點是能減少管道和設備的占用空間。缺點是運行不夠靈活，當汽動泵組故障時，只能停機檢修。

⑵兩方案初期投資經濟性比較

表4－2是兩種方案的初期投資比較。

表4－2 初期投資比較(按單臺汽輪發電機組費用統計，單位:萬元)

序號 設備 方案一 方案二1 給水泵汽輪機2×400=800 1×500=500 2汽動給水泵(含前置泵及電機，芯包、軸承均采用進口產品) 2×390=780 1×680=680 4合計－400 1580 1180 5相對差值 基準

僅從給水泵及驅動汽輪機初投資角度比較，雖然方案二比方案一節省投資約400萬元，但上節論述中已經取消啟動或備用電動給水泵，從運行靈活性角度出發，方案一顯然要優于方案二。若要提高方案二的靈活性，須設置備用電動給水泵，而電泵設備投資、電氣控制、輔機安裝和管道投資等方面的造價將使方案二的經濟性大打折扣。因此本階段推薦采用2× 50%容量汽泵方案。

4 結論

通過以上比較與分析可以看出，電泵方案雖然系統簡單，但初投資高，并且廠用電率大，影響電廠的運行經濟效益，因而不推薦采用全電動給水泵方案。

隨著給水泵及其驅動汽輪機技術成熟，事故幾率越來越小，很多電廠有取消啟動電泵，汽泵直接啟動的經驗。另外從實際運行情況來看，某些電雖然設置了備用電泵，但從未投用。故推薦取消啟動或備用電動給水泵。

2×50%容量汽動給水泵組技術成熟，業績眾多，事故率低于主機，采用2×50%容量汽動給水泵組技術上是可行并有保證的。取消啟動或備用電泵后，從機組運行靈活性角度出發，2×50%容量汽動給水泵方案要優于1×100%容量汽動給水泵方案。

綜上所述，推薦取消啟動或備用電動給水泵，僅采用二臺50%BMCR容量的汽動給水泵。

［1］《火電工程限額設計參考造價指標(2011年水平)》

［2］《大中型火力發電廠設計技術規范》GB50660－2011

［3］邱麗霞.熱力發電廠.中國電力出版社.2008