张丹华

摘 要：锅炉给水泵做为电厂关键辅助设备，为了最大限度的降低工程造价和运行费用，给水系统拟设计每台机组设置一台100%容量的汽动给水泵，主泵与前置泵同轴布置。通过对给水系统的配置进行了技术经济分析，并提出工程汽动给水泵配置方式的建议。

关键词：超超临界；机组；给水泵；同轴驱动；经济比较

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）21-0053-03

Abstract： Boiler feed water pump is the key auxiliary equipment in power plant. In order to reduce the project cost and operation cost to the maximum extent， the water supply system is to design a 100% capacity steam feed water pump for each unit， and the main pump and the front pump are arranged coaxially. Through the technical and economic analysis of the configuration of the water supply system， this paper puts forward some suggestions on the configuration mode of the steam driven feed pump in the project.

Keywords： ultra supercritical； unit； feed water pump； coaxial drive； economic comparison

前言

随着国家科技的进步，一系列的大国重器应运而生，高参数、大容量火力发电技术日趋成熟，660MW等级及以上的超超临界机组在国内将逐渐增多。为了最大限度地降低工程造价和运行费用，并在电力市场竞争中处于有利地位。锅炉给水泵做为电厂关键辅助设备，对整个电厂长期安全、稳定和经济运行也起着非常重要的作用。

某西电东送工程2×660MW超超临界间接空冷燃煤机组，计划每台机配一台100%汽动给水泵组和两台机共用一台35%电动启动给水泵，汽动给水泵与汽动给水泵前置泵同轴布置于主厂房15.0米运转层。小机不设单独排汽装置，小机直排主机间接空冷系统。通过对给水系统的配置进行了技术经济分析，并提出工程给水泵配置方式的建议。

1 给水泵的配置方案

目前国内在建和已投运的660MW超超临界机组工程中，给水泵多数按2×50%容量的汽动给水泵+1×30%容量的启动/备用电动调速给水泵设置；部分按1×100%容量的汽动给水泵和2×50%容量的汽动给水泵设置，不设启动/备用电动给水泵。

国际上已运行的660MW等级机组中，日本电厂多采用50%容量汽动给水泵，美国及欧洲电厂多采用100%容量汽动给水泵。

针对工程的情况，就50%容量汽泵、100%容量汽泵两个方案，及其派生出来的汽泵前置泵同轴布置方案，以及电动给水泵的功能及容量进行了技术经济比较。

2 汽动给水泵容量的选择

汽动给水泵的台数和容量的选择，取决于机组的容量、设备的可靠性、机组在电网中的作用、设备的初投资等多方面因素。

2.1 运行可靠性的比较

根据中国电力联合会电力可靠性管理中心发布的近5年给水泵组的运行可靠性指標为表1。

从给水泵运行的统计数据来看，给水泵可靠性均能够保证机组长期安全稳定运行，大修的间隔完全能做到与主机相同或更长。

2.2 初投资的比较

对于国产100%容量给水泵汽轮机，目前国内有运行业绩。如杭汽厂和东汽厂现已完成660MW机组100%容量给水泵汽轮机多台运行业绩，具备了生产100%容量给水泵汽轮机的条件。

一台机组的1×100%容量汽动给水泵方案与2×50%容量汽动给水泵方案的主要设备的初投资比较见表2。

从初投资方面比较，1×100%容量的汽动给水泵投资比2×50%容量的汽动给水泵投资高584万元。按100%容量汽动给水泵年运行收益314万元，银行贷款利率按7.05%计，采用100%容量的汽动给水泵方案回收年限约需2年。

2.3 年运行维护检修费用的比较

2.3.1 年维护检修费用

采用单台100%容量的汽动给水泵，由于设备数量少，系统简单，易于控制、维护，年维护检修费用较2×50%容量的汽动给水泵相对要低。

2.3.2 年运行费用

据有关资料介绍：100%汽动给水泵的效率比50%高约2.9%左右。由此计算100%汽动给水泵比50%汽动给水泵轴功率需求少约900kW。100%容量给水泵汽轮机内效率在各种工况下均高于50%容量的内效率，平均约高出0.5%。运行收益方面，对于660MW级超临界机组，经初步计算， 100%汽泵方案较 50%汽泵方案两台660MW级机组每年节约标煤量约为1312.55t（年利用小时数按5500h计），年节煤收益26.25万元。（标煤价格按200元/吨计）。

3 汽动给水泵前置泵与主泵同轴设置的选择

汽动给水泵的台数和容量的选择，取决于机组的容量、设备的可靠性、机组在电网中的作用、设备的初投资等多方面因素。

3.1 汽动给水泵、前置泵及小汽机的同轴布置

国内大容量机组的汽动给水泵组配置通常由一台给水泵驱动汽轮机、一台电动驱动的前置泵组成。为了降低厂用电率，一些电厂采用了给水泵、前置泵及给水驱动汽轮机同轴设置的方案，即前置泵驱动方式由电动改为汽动。

经过核算，采用同轴布置，小汽机的进汽量要增加约7t/h，机组的发电标煤耗将增加约0.2g/kWh，每年两台机组增加发电标煤耗约2000吨，每吨标煤按175元，每年增加的费用为35万元。小机带前置泵比单独设置电动前置泵可减少厂用电率约0.14%容量，按设备年利用5000小时计算，两台机组年节约厂用电约1400万度，按工程可研报告中的上网电价235元/MWh计算，两台机组节约厂用电每年带来的收益为约329万元。综合比较，采用同轴布置可以节约294万元。

根据上述数据，两方案标准煤耗、全年所耗标煤比较如表4。

3.2 汽动给水泵同轴布置

汽动给水泵与给水泵驱动汽轮机同轴布置，一般布置在运转层，汽动给水泵一般布置在汽机房运转层上，与主汽轮机平行放置，为防止前置泵汽蚀，除氧器标高要高于运转层。

除氧器高位布置有以下几种方案：（1）除氧器高位布置在炉前平台上，在锅炉第一排钢柱与汽机房B列混凝土柱子之间需设置支撑平台，除氧器的荷载将由锅炉构架和汽机房B列柱共同承担。（2）两台机组的除氧器布置在侧煤仓顶部。（3）除氧器布置在侧煤仓间与锅炉之间的平台上，在锅炉侧排柱与煤仓间混凝土柱子之间设置支撑平台。（4）除氧器布置在锅炉钢架内46.0m层平台，这样可以满足给水泵前置泵的必须汽蚀裕量要求。

汽動给水泵和前置泵同轴布置也可布置在汽机房中间层，或汽机房0米，但小汽机需采用上排汽布置。该项目的汽动给水泵布置在汽机房零米，因此除氧器可不必再抬高，但小汽机的检修将受到一定的影响，且汽机房将为此有较大的空间被占用。

汽动泵采用同轴前置泵的优点是，可减少厂用电消耗。特别是目前国内大部分电网的调度特点是按发电机端的输出功率（铭牌功率）进行调度。减少厂用电耗能，可增加机组的净供电量。鉴于目前厂用电率已成为衡量机组先进性的重要指标，且采用前置泵和主泵同轴后经济效益较好，本阶段推荐采用前置泵与主泵同轴布置的方式。

4 结束语

综上所述，2×660MW超超临界间接空冷燃煤机组，每台机配一台100%汽动给水泵组汽动给水泵与前置泵同轴布置。汽动给水泵具有设备少，运行维护的工作量少，系统简单，节省初投资，有较好的运行经济性。

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