電站給水泵驅(qū)動(dòng)方式及特點(diǎn)分析

劉　鵬（山東棗莊十里泉發(fā)電廠,山東　棗莊　277103）

電站給水泵驅(qū)動(dòng)方式及特點(diǎn)分析

劉鵬
（山東棗莊十里泉發(fā)電廠,山東棗莊277103）

摘要：火電廠電動(dòng)給水泵耗電率占火電廠總廠用電率的20%-30%。火電廠的熱經(jīng)濟(jì)性不僅依賴(lài)于機(jī)組設(shè)計(jì)、安裝,還與電廠運(yùn)行方式和輔機(jī)的配置有緊密聯(lián)系。火電廠鍋爐給水泵驅(qū)動(dòng)方式主要有電動(dòng)和汽動(dòng)兩種,轉(zhuǎn)速高、功率大是汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)電動(dòng)給水泵而言，汽動(dòng)泵更能節(jié)省廠用電，為實(shí)現(xiàn)電廠能量的綜合利用，采用汽動(dòng)泵配合主機(jī)進(jìn)行滑壓調(diào)節(jié)，從而減少節(jié)流損失，提高利用效率。

關(guān)鍵詞：給水泵汽輪機(jī)；給水泵驅(qū)動(dòng)；分類(lèi)；特點(diǎn)

1　給水泵驅(qū)動(dòng)方式

電廠給水泵驅(qū)動(dòng)主要有以下三種,（1）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)；（2）小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)；（3）主機(jī)驅(qū)動(dòng),現(xiàn)就這三種驅(qū)動(dòng)方式予以介紹。

1.1電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

這種控制方式主要是由與泵配套的液力耦合器調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，通過(guò)泵轉(zhuǎn)速高低調(diào)節(jié)給水流量大小，或者通過(guò)給水調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)整鍋爐給水流量。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)給水泵設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠性比較高。其缺點(diǎn)就是當(dāng)機(jī)組容量增大時(shí),其對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)、變壓器及控制系統(tǒng)設(shè)備容量也增大,其成本也隨之增大。6000KW是當(dāng)前生產(chǎn)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)給水泵的最大功率,在大功率汽輪發(fā)電機(jī)組中受其容量限制而不能廣泛應(yīng)用。用來(lái)調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速的聯(lián)軸器基本分為兩類(lèi):變速離合器和液力耦合器,液力耦合器因?yàn)槠鋺?yīng)用廣泛和技術(shù)可靠而被廣泛應(yīng)用。液力耦合器主要由泵輪、工作渦輪和起密封和固定作用的外殼三部分構(gòu)成。工作油是動(dòng)能傳遞介質(zhì)，主動(dòng)軸通過(guò)泵輪把作用力傳遞給工作油,工作油得到動(dòng)能后在慣性和摩擦力的作用下把動(dòng)能傳遞給禍輪,從而帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到傳遞功率的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)工作油的油位可以有效的控制轉(zhuǎn)速和功率的傳遞。

1.2小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)

火電廠裝機(jī)容量逐步提高，機(jī)組初參數(shù)越來(lái)越高，為小汽機(jī)廣泛應(yīng)用提供了條件。用小汽輪機(jī)帶動(dòng)給水泵,其優(yōu)勢(shì)就是浪費(fèi)很少能量的前提下可以調(diào)整轉(zhuǎn)速。穩(wěn)定可靠及參數(shù)合理的蒸汽是給水泵用小汽輪機(jī)帶動(dòng)的必要條件。根據(jù)相關(guān)研究表明,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵適用于機(jī)組容量在250MW及以下機(jī)組。機(jī)組容量達(dá)到400MW及以上是，為了提高經(jīng)濟(jì)性、降低運(yùn)行費(fèi)用，電廠可采用小汽機(jī)帶動(dòng)給水泵的方式。機(jī)組容量的范圍處于300MW到400MW范圍內(nèi)時(shí),鍋爐的給水只用一臺(tái)容量100%的汽泵。為了提高機(jī)組運(yùn)行安全性,可采用兩臺(tái)50%的汽動(dòng)泵和一臺(tái)備用電動(dòng)泵。

1.3主汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)

直接的方式是大汽輪機(jī)的軸與給水泵的軸相連,給水泵由主汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng),抑或給水泵軸與液力耦合器相連或經(jīng)過(guò)增速箱再驅(qū)動(dòng)給水泵。

2　驅(qū)動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的簡(jiǎn)單介紹

目前我國(guó)運(yùn)行的給水泵汽輪機(jī)主要分為兩大類(lèi):一類(lèi)是利用引進(jìn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)制造的，一類(lèi)是隨同主機(jī)引進(jìn)來(lái)的。下圖是國(guó)內(nèi)給水泵汽輪機(jī)主要參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

制造廠的小汽輪機(jī)均為沖動(dòng)凝汽式,其汽動(dòng)泵設(shè)計(jì)效率可達(dá)80%及以上。

3　驅(qū)動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的型式

驅(qū)動(dòng)給水泵汽輪機(jī)的類(lèi)型分以下幾種:

3.1背壓式

這種形式的給水泵汽輪機(jī)對(duì)改善主汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性提高沒(méi)有體現(xiàn)出一定的優(yōu)越性,僅在發(fā)展初期使用過(guò),目前已不再應(yīng)用。

3.2背壓抽汽式

主汽輪機(jī)上有與排汽相連的低壓抽汽口。另外有2-3級(jí)的抽汽通過(guò)回?zé)嵯到y(tǒng)加熱給水。背壓抽汽式給水泵汽輪機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）外形尺寸小、投資成本低,并且更容易做成高轉(zhuǎn)速。（2）減少了抽汽口數(shù)量，簡(jiǎn)化中壓缸第一級(jí)葉片和汽缸設(shè)計(jì)。（3）釆用背壓抽汽式給水泵汽輪機(jī)可以提高回?zé)嵯到y(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。（4）再熱器蒸汽流量減低,降低閥門(mén)的尺寸和管道成本。但背壓抽汽式也有其缺點(diǎn)，因小汽輪機(jī)排汽做功后又進(jìn)入了主機(jī),末級(jí)排汽使用面積不足。在主機(jī)負(fù)荷變動(dòng)的情況下,凝汽式小汽輪機(jī)比背壓式、背壓抽汽式熱效率更高并且在可靠性上沒(méi)有凝汽式小機(jī)有優(yōu)勢(shì)。

3.3凝汽式

3.3.1凝汽式給水泵汽輪機(jī)的形式

凝汽式汽輪機(jī)有明顯的優(yōu)勢(shì)即在操作和經(jīng)濟(jì)性上相對(duì)靈活，凝汽式逐漸取代了背壓式。國(guó)內(nèi)釆用的大部分形式是凝汽式且小汽輪機(jī)的排汽直接排到凝汽器或另一個(gè)自備凝汽器。小汽輪機(jī)與給水泵的連接方式分兩類(lèi)如下圖:

圖a是小汽輪機(jī)只用來(lái)驅(qū)動(dòng)主給水泵，前置泵由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。圖b是小汽輪機(jī)通過(guò)減速齒輪箱驅(qū)動(dòng)主給水泵和前置泵。

3.3.2凝汽式給水泵汽輪機(jī)的熱力設(shè)計(jì)特點(diǎn)

凝汽式給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力0.4-l.0Mpa,蒸汽的絕熱給降720-1020kJ/kg,汽耗量大約為4-5kg/kWh。當(dāng)給水泵高速運(yùn)行時(shí),為了保證泵的安全運(yùn)行，通常在主給水泵之前設(shè)置一個(gè)前置泵。前置系的驅(qū)動(dòng)方式分為兩種,一是小汽輪機(jī)帶動(dòng)減速箱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；二是由低速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

4　結(jié)論

作者通過(guò)本文介紹了電廠給水泵的幾種驅(qū)動(dòng)方式，及相關(guān)設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)。本文通過(guò)分析介紹了凝汽式給水泵汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn),即降低能量在傳遞過(guò)程中的損失，提高火力發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，為電站選取不同形式的汽輪機(jī)給水泵提供了參考。

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