2×350MW級空冷供熱機組給水泵選型探討

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摘 要：針對350MW級空冷供熱機組的設(shè)計參數(shù)及運行條件，對機組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機的排汽冷卻方案進(jìn)行了分析與比較。結(jié)果表明小汽機直接空冷比間接空冷運行可靠性略高。給水泵配置方案一較方案二初投資低，經(jīng)濟效益突出。因此，采用方案一（1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵），小汽輪機排汽采用直接空冷運行方案可提高運行經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：350MW空冷供熱機組 給水泵 小汽機 技術(shù)經(jīng)濟性

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0046-02

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，在富煤缺水地區(qū)建設(shè)空冷電站，發(fā)展大容量空冷機組對我國火力發(fā)電行業(yè)節(jié)約水資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義[1-2]。隨著機組容量和參數(shù)的提高，被稱為電廠“心臟”的給水泵功率增加很快。耗電率越來越高，對機組上網(wǎng)電量的影響也越來越大[3]。因此，給水泵的合理配置是空冷設(shè)計技術(shù)的重要組成部分，其配置方案的重要性日益顯現(xiàn)[4-5]。

內(nèi)蒙古泰恒能源有限責(zé)任公司2×350MW低熱值煤超臨界空冷供熱機組工程設(shè)計中，鍋爐給水泵是電廠的主要輔機設(shè)備之一，其投資在全廠輔機中占有較大的比例。給水泵的功率較大，合理選擇直接空冷機組的給水泵驅(qū)動型式，盡量降低工程造價和運行費用，使業(yè)主得到最大收益是電廠設(shè)計的主要任務(wù)之一。該文認(rèn)真分析研究了空冷機組的設(shè)計運行條件，經(jīng)過充分的技術(shù)經(jīng)濟比較，對該工程給水泵的配置方案提出了推薦意見。

1 給水泵組的配置方案

目前，已經(jīng)投運的濕冷300MW機組多采用汽動給水泵，也有采用電動給水泵的。電動給水泵在系統(tǒng)簡單、運行靈活、控制簡便、設(shè)備維修量小、主廠房布置靈活等方面皆比汽動給水泵要好，這已有定論。以往直接空冷機組配置電動給水泵為多。汽動給水泵雖然系統(tǒng)較復(fù)雜一些，但眾多電廠運行的實際情況表明，濕冷小機安全可靠性不存在問題，不再贅述。

直接空冷機組若配置汽動給水泵，小汽輪機的排汽去向有以下方式：一種是直接排入主機的空冷凝汽器；一種是排入獨立的濕冷凝汽器（或機力通風(fēng)冷卻塔）；一種是排入間冷凝汽器。根據(jù)國家電力規(guī)劃設(shè)計院的要求，北方缺水地區(qū)火電機組的耗水指標(biāo)要控制在0.12立方米/秒·百萬千瓦以下。若小汽機采用濕冷型式，機組的耗水指標(biāo)為0.14立方米/秒·百萬千瓦，超過了控制指標(biāo)，方案是不可行的。小汽輪機配獨立的間冷凝汽器的方案是可行的，但此方案要單獨為給水泵汽輪機建設(shè)一套間接空冷系統(tǒng)，系統(tǒng)較為復(fù)雜，且間冷塔占地較大，增加工程的初投資費用。小汽輪機的排汽直接排入主機排汽裝置、與主汽輪機排汽一并進(jìn)入直接空冷凝汽器的方案（以下簡稱直冷小機），無需冷卻水，因而不存在蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污損失，耗水指標(biāo)最低，更符合空冷機組節(jié)水宗旨。同時該方案系統(tǒng)是最簡單的，直接空冷凝汽器面積增加很少（但并不增加占地面積），經(jīng)濟性好。

參照常規(guī)工程的配置方案，確定該工程給水泵參比方案為：

方案一：1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵，小汽輪機排汽采用直接空冷；方案二：3×50%B-MCR電動調(diào)速給水泵。

2 兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟分析

2.1 初投資比較

通過兩種方案對主機和輔機設(shè)備影響，主廠房管材耗量以及主廠房指標(biāo)及設(shè)備布置，控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，這幾個方面進(jìn)行比較。

對主機設(shè)備影響方面，電泵方案和汽泵方案的鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量均為1215t/h，兩方案汽機和鍋爐的容量都沒有發(fā)生變化。同時由于小汽輪機的排汽直接進(jìn)入主機空冷裝置，空冷島的凝汽量略有增加，空冷島冷卻面積也相應(yīng)增大。空冷島主體投資也會相應(yīng)增多，大致認(rèn)為對主機設(shè)備無影響。對輔機設(shè)備的影響方面，由于兩方案鍋爐蒸發(fā)量相同，相應(yīng)的鍋爐輔機容量不發(fā)生變化；給水泵容量不變；汽輪機凝汽量基本不變，凝結(jié)水泵容量不變。主廠房管材耗量以及主廠房指標(biāo)及設(shè)備布置方面工程量并沒有增加，只有高壓給水管道因汽泵布置在運轉(zhuǎn)層較電泵方案減少的連接管道工程量。通過實際工程的綜合比較，兩方案發(fā)生的工程量相差無幾?？刂葡到y(tǒng)和電氣系統(tǒng)方面，汽泵方案與電泵方案相比控制點數(shù)較多，但由于增加的控制電纜等級較低，增加費用大致為幾萬元，可忽略不計。對照300MW級機組選用電泵或汽泵方案高壓廠用電電壓均采用6 kV一級電壓，對電氣廠用電設(shè)備等級沒有影響。汽泵方案和電泵方案的初投資比較具體見表1。由表中可見，在鍋爐蒸發(fā)量不變的前提下，兩臺350MW直接空冷機組汽泵方案的初投資較電泵方案低3168-3100=68萬元。

2.2 運行費用比較

2.2.1 煤電費用對比

汽動給水泵方案由于給小汽輪機供汽使主汽輪機進(jìn)汽量增大、鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量加大，汽輪機熱耗增加，耗煤量增加；但由于沒有電動給水泵的廠用電量這一部分，實際對外供電量大。而電動給水泵方案雖然鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量比汽動給水泵方案要小，汽輪機熱耗較低，耗煤量較少；但因為實際廠用電量加大，對外供電總量減少。詳見表2。可以看出：理論計算的汽泵方案比電泵方案年供電量多，年售電費為2676.84萬元。但汽泵方案比電泵方案每年多耗煤所發(fā)生的費用為1192.85萬元。

關(guān)于電動給水泵與汽動給水泵日常檢修維護(hù)費，沒有確切的統(tǒng)計資料，但汽動給水泵系統(tǒng)較電動給水泵復(fù)雜，汽動給水泵組日常檢修維護(hù)費高于電動給水泵組。據(jù)有關(guān)資料介紹，單臺機組日常檢修維護(hù)費約為每年70萬元，兩臺機組每年140萬元。

2.2.2 運行費用比較

根據(jù)表3總結(jié)的電泵和汽泵方案費用及效益比較數(shù)據(jù)，可以得出如下結(jié)論。初投資方面：在鍋爐蒸發(fā)量不變的前提下汽泵較電泵投資約少68萬元。運行費用和效益方面：汽泵方案的年消耗標(biāo)煤費、年運行維護(hù)費總計比電泵高出1332.85萬，計算出的汽泵方案比電泵方案每年多賣電2676.84萬元，兩者相抵后，加上汽泵方案初投資較電泵方案節(jié)省的68萬元費用。汽泵方案比電泵方案每年收益高1411.99萬元。

3 結(jié)語

該文針對350 MW空冷供熱機組的設(shè)計參數(shù)及運行條件，對機組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機（小汽機）的排汽冷卻方案進(jìn)行了分析與比較。兩種給水泵配置方案綜合比較歸納如下。

（1）電動給水泵方案系統(tǒng)簡單，汽動給水泵方案系統(tǒng)復(fù)雜，運行維護(hù)工作及費用較高。

（2）兩方案初投資費用比較，電泵方案投資低，汽泵方案較高。

（3）汽泵方案與電泵方案相比，年凈收益多1411.99萬元，經(jīng)濟效益突出。

因此，推薦該工程給水泵采用1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵，小汽輪機排汽采用直接空冷。

參考文獻(xiàn)

[1] 李潤森，孫即紅.300MW空冷機組給水泵配置的研究[J].動力工程，2006，26（2）：171-179.

[2] 王偉虎.2×300MW級空冷機組給水泵配置淺析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟， 2010，20（24）：188-189.

[3] 趙恩嬋，劉利，俞保國.300MW直接空冷機組給水泵配置及其汽輪機排汽冷卻方案研究[J].熱力發(fā)電，2010，39（12）：65-67.

[4] 王堅.1000MW級空冷機組給水泵配置選型探討[J].電力建設(shè)，2007，28（6）：41-44.

[5] 趙紅斌，楊德榮，馮宇亮，等.直接空冷機組給水泵配置方案[J].電力建設(shè)，2013，34（1）：70-74.endprint