唐卫新

摘要：对电站汽轮机循环水泵进行高低速改造，是提高机组运行经济性的一项重要措施。通过循环水泵流量-扬程特性和循环水系统阻力特性的匹配性分析，可以分析计算循环水泵在不同运行方式下的运行工作点，为循环水泵高低速改造可行性提供直接依据。以某 300MW 机组循环水泵高低速改造可行性分析为例，介绍了分析过程和分析结论，形成了循环水泵高低速改造可行性分析方法，对循环水泵高低速改造工作具有重要指导意义。

关键词：电站汽轮机;循环水泵高低速改造

1 循环水泵高低速改造原理

电站汽轮机循环水泵属于低转速类泵，转子在其额定转速范围内没有临界转速，理论上循环水泵在其额定转速范围内均可运行。循环水泵由电动机拖动，通常所说的循环水泵高低速改造其实质是对循环水泵电动机进行高低速改造。电动机转速和电动机极数相对应，一定程度上电动机转速由电动机极数决定。

2 循环水泵高低速改造概况

电站汽轮机一般配置两台循环水泵，部分机组配置3台循环水泵，循环水泵一般不设备用泵。根据冷端系统运行优化理论，增加循环水泵可选运行方式，理论上可以提高机组运行经济性。以配置两台循环水泵来说，如果两台循环水泵均是定速泵，则可选运行方式只有两泵并联和单泵运行;如果对其中一台循环水泵进行高低速改造，则可选运行方式有两泵高速并联、一高一低并联、单泵高速和单泵低速，理论上来说在春秋季机组部分负荷工况，循环水泵一高一低运行方式相对其它运行方式可能更经济，在冬季机组部分负荷工况，循环水泵单泵低速运行方式相对其它运行方式可能更经济。循环水泵高低速改造实质就是对循环水泵电动机极数进行改造，改造工作量、改造投资相对较少，为提高机组运行经济性，较多的电站汽轮机循环水泵均进行了高低速改造，部分新投产机组在设计选型时就将循环水泵按高低速配置。大多数电站汽轮机循环水泵进行高低速改造后，循环水泵在不同运行方式下均可安全正常运行，改造工作增加了循环水泵可选运行方式，提高了机组运行经济性。然而，部分机组在进行循环水泵高低速改造后，循环水泵在一高一低运行方式下不能正常运行，主要表现为低速泵没有流量或流量较小，影响机组安全经济运行。

3 循环水泵高低速改造可行性分析

循环水泵高低速改造工作量、改造投资相对较少，循环水泵高低速改造可行性分析的主要问题是在改造后循环水泵工作点的确认方面。

循环水泵工作点是由循环水泵流量 - 扬程特性和循环水系统阻力特性决定的。循环水泵高低速改造前，循环水泵单泵低速运行工作点以及一高一低运行工作点可通过循环水泵流量-扬程特性曲线和循环水系统阻力特性曲线分析计算得出。分析循环水泵单泵低速运行工作点和一高一低运行工作点后，可以判断循环水泵高低速改造后在不同运行方式下的运行状态，为循环水泵高低速改造可行性分析提供依据。

循环水泵高低速改造可行性分析的关键点是循环水泵降速后单泵低速工作点以及一高一低运行方式下低速泵能否正常工作，确认低速泵的流量是否太小或没有流量。循环水泵单泵低速运行特性曲线是根据相似原理由循环水泵单泵高速运行特性曲线分析计算得出，进而可以分析计算出循环水泵一高一低运行特性曲线。结合循环水泵与循环水系统匹配性分析可以确定循环水泵在不同运行方式的工作点。循环水泵与循环水系统匹配性分析如图 1 所示。由图 1 看出：

（1）如果循环水泵单泵高速流量-扬程曲线取图中循环水泵流量-扬程曲线1，分析计算出的单泵低速流量-扬程曲线和一高一低流量-扬程曲线如图所示，可以分别找出单泵低速运行方式下泵的工作点和一高一低运行方式下高速泵和低速泵的工作点;

（2）如果循环水泵单泵高速流量-扬程曲线取图中循环水泵流量-扬程曲线2，分析计算出的单泵低速流量-扬程曲线和一高一低流量-扬程曲线如图所示，此时可以找出单泵低速运行方式下泵的工作点，但一高一低运行方式下低速泵近似没有流量。

对比分析可看出，循环水泵流量-扬程曲线2和循环水泵流量-扬程曲线1相比相对较平缓，单泵低速流量-扬程曲线2在不同流量点对应的扬程相对较小，此低速泵和另一台高速泵并联运行后无法克服系统阻力，导致一高一低运行后低速泵基本没有流量。

为做进一步分析，可把循环水泵流量-扬程曲线2作为临界曲线，认为此时循环水泵一高一低运行后低速泵流量恰好为0。保持循环水系统阻力特性不变的条件下，如果循环水泵流量-扬程曲线较图中循环水泵流量-扬程曲线2更为平缓，则一高一低运行后低速泵肯定是没有流量;如果循环水泵流量-扬程曲线較图中循环水泵流量-扬程曲线 2较陡一些，则一高一低运行后低速泵会有流量，其流量大小受循环水泵流量-扬程特性决定。

通过以上分析可以看出，循环水泵高低速改造是否可行，主要看循环水泵降速运行后能否和另一台高速泵并联运行，其关键点是循环水泵流量-扬程特性和循环水系统阻力特性的匹配性问题。另一方面，循环水泵原转速高低对高低速改造是否可行并没有直接影响。循环水泵电动机极对数增加一对或两对是否可行，均可通过循环水泵流量-扬程特性和循环水系统阻力特性进行匹配性分析。

4 结论

与低速运行相比，循环水泵在高速运行时，尽管泵效率偏低，且增加了厂用电量， 但输送更多的循环冷却水到凝汽器，加大了冷却倍率，改善了汽轮机的真空，提高了机组的出力，总体上提高了机组的经济性。因此，只要能明显改善真空（如压力提高0.75kPa以上），在循环水温较高的夏季应选择循环水泵高速运行。当机组的热力系统汽水流向、设备运行状况、运行方式等方面出现变动，机组的经济性出现正反两方面的变化时，应进行综合考虑和计算，才能知道这种变动对机组的经济性的影响。

参考文献：

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