全雙速循環水泵配單元制循環水系統經濟性分析

摘 要：新建2×660MW超臨界機組采用4臺雙速循環水泵配單元制循環水系統設計與每臺機組使用一臺單速和一臺雙速循環水泵配擴大單元制系統設計進行比較，說明新建2×660MW超臨界機組采用4臺雙速循環水泵配單元制循環水系統設計經濟性更好。

關鍵詞：雙速循環水泵；單速循環水泵；單元制；擴大單元制

1 概述

重慶安穩電廠一期工程是2×150MW煤矸石資源綜合利用發電機組，于2006年建成投產，現擴建2×660MW國產超臨界燃煤發電機組。本擴建工程初步設計采用自然通風冷卻塔二次循環冷卻方式，每臺機配2臺循環水泵，每臺流量34000m3/h，揚程27m，總出水量為該機最大用水量。循環水系統是火力發電廠重要的輔機系統，是汽輪機冷端優化的重要組成部分，對整個機組一次性投資及相應的運行費用起著重要的影響作用。

2 循環水系統設計現狀

現在600MW及以上機組普遍采用立式斜流泵，每臺機組配置2臺循環水泵，兩臺機組的4臺循環水泵設計為擴大單元制。循環水泵設計為單速，根據季節用水量不同，循環水泵可有一機一泵，一機二泵，二機三泵和一機兩泵四種運行方式調節循環水量。采用這種原始的設計和調節方法，冬季循環水溫低可能出現1臺循環水泵流量過剩，春秋季可能出現3臺循環水泵流量不足，4臺循環水泵流量過剩，不能保證汽輪機在經濟運行方式下運行，浪費了大量的電能，致使廠用電率高。

3 雙速循環水泵應用現狀

針對以上情況，現很多電廠對循環水泵都進行了雙速改造，循環水泵配用低速高效雙速電機，可增加調節循環水量的靈活性，滿足不同季節的供水需要，避免運行泵工作點的嚴重偏移，提高泵的運行效率。很多電廠因以前循環水系統設計為擴大單元制，大部分改造方案為一臺機組兩臺循環水泵中只改造一臺為雙速，此種改造方案即可充分利用現有擴大單元制的設備，節約投資，又能達到運行節能的目的，是科學合理的。

4 雙速循環水泵節能說明

由離心泵相似定律知，在不大范圍內改變泵的轉速，660MW機組循環水泵雙速電機級數可為16/18級可調，額定功率為3400/2500kW、轉速為372（高速）r/min和330（低速）r/min，流量為34000/30160m3/h。可見低速運行時電動機額定功率下降900kW，下降率26.5%，流量下降3840m3/h，下降率11.3%，起到了節能的效果。

5 全雙速循環水泵設計方案經濟性分析

5.1 節電分析

循環水泵運行情況比較

從本地區多數電廠運行情況了解，在冬季，循環水水溫低于16℃時，單臺機組運行一臺低速循環水泵，其水量就可以滿足機組運行工況需要，其他季節和負荷可進行多種組合方式調節。

單機循環水泵單速與雙速配置可有以下3種方式，在各月份泵的運行方式如下：

5.2 三種運行方式的經濟性分析

與單臺機組配兩臺單速循環水泵進行比較如下，發電生產成本按0.3元/kWh計算。

5.2.1 按一單一雙循泵的設備配置

全年電量節約量：900×24×180=388.8（萬kWh）

年節約直接費用：388.8×0.3=116.64（萬元）

5.2.2 按兩臺雙速循泵的設備配置

全年電量節約量：900×24×240=518.4（萬kWh）

年節約直接費用：518.4×0.3=155.52（萬元）

5.3 增加投資與降耗效益比較

新建機組情況下，單臺雙速循環水泵電機比單速循環水泵電機增加設備費用約40萬元，對采用一臺單速一臺雙速循環水泵的配置和兩臺雙速循環水泵配置作經濟性比較如下。

一單一雙循泵的設備配置全年節能效益116.64萬元，雙速電機比單速電機增加40萬元投資，約四個月收回成本。

兩臺雙速循泵的設備配置全年節能效益155.52萬元，雙速電機比單速電機增加2×40萬元投資，約六個月收回成本。

從上面可見，雖兩臺雙速循環水泵較一單一雙循環水泵配置收回成本晚約兩個月，但單臺機組兩臺雙速循環水泵的年收益遠大于一單一雙循環水泵的設備配置，從分析情況可知，單臺機組配兩臺雙速循環水泵節能效果更好。

6 循環水系統單元制設計方案經濟性分析

根據《火力發電廠水工設計規范》DL T5339-2006第5.1.6條規定：“單機容量為200MW及以上的發電廠，宜采用單元制或擴大單元制供水系統。”單元制系統節約出口聯絡電動蝶閥，聯絡溝道，入口聯絡鋼閘門等，兩臺機組將減少投資約100萬元。假設泵運行在理想狀態下，且泵的流量不隨并聯臺數的增加而減小，2×660MW機組循環水泵在各種運行方式下的總功率和總流量如下：

由上表可知，方式一到方式四是相同的，方式五比較如下：

從上表可見，方式五單機兩臺雙速循泵配單元制系統效率更高。一單一雙循泵配擴大單元制系統中，方式六比方式五總功率增加10.7%，而流量接近，只增加了4.1%，方式六效率太低，無使用意義。

7 結束語

新建2×660MW超臨界機組，采用循環水泵全雙速配單元制循環水系統經濟性更好，可以充分獲得雙速循環水泵的節能效益，節約了擴大單元制系統因系統聯絡增加的初投資，同時使系統簡化，系統運行方式靈活性不降低。在實際運行過程中，還應根據負荷、循環水溫等參數合理選擇循環水泵運行方式，以使凝汽器在最佳背壓下工作。

參考文獻

[1]郭立君.泵與風機[M].中國電力出版社.

[2]鄭體寬.熱力發電廠[M].中國電力出版社.