汽動給水泵組的前置泵同軸布置經濟性分析

摘要：對660MW超臨界純凝燃煤發電機組，單機配置2×50％汽動給水泵組，主泵與前置泵同軸由小汽機驅動與前置泵異軸由電機驅動進行經濟性分析，說明汽動給水泵與前置泵同軸布置經濟性更好。

關鍵詞：前置泵；同軸布置；經濟性

1 概述

重慶安穩電廠一期工程已建設有2×150MW循環流化床機組，并于2006年投運。現擬擴建2×660MW超臨界純凝燃煤發電機組，采用單機配置2×50%的汽動給水泵方案。

鍋爐給水泵組是發電廠中重要的輔機設備之一，功率較大，采用電機驅動時在廠用電中所占比例高，即使僅汽泵前置泵采用電機驅動，其電耗仍然十分可觀。利用小汽機驅動前置泵，則能節省該部分廠用電耗，提高電廠實際的上網容量，但主機的熱耗有所增加，電廠的初投資也有所增加。

2 汽動給水泵的前置泵與主泵同軸及異軸布置現狀

目前國內600MW級機組汽動給水泵組前置泵的布置方式大多采用不同軸，汽動給水泵主泵布置在汽機房運轉層，前置泵布置在除氧間零米由電機驅動；也有個別電廠采用同軸布置在汽機房運轉層。對2×50％給水泵主泵與前置泵同軸由小汽機驅動布置在運轉層和前置泵由電機驅動布置在除氧間零米、主泵由小汽機驅動布置在汽機房運轉層進行經濟性比較。

3 前置泵是否同軸對除氧器布置層高的影響

在給水泵前置泵的各種運行工況中，當機組在BMCR工況甩負荷時，除氧器暫態運行壓力大幅下降，前置泵入口有效汽蝕余量會出現最小值，當該值小于前置泵入口的必須汽蝕余量時，前置泵就會發生汽蝕。因此為避免前置泵汽蝕，除氧器布置層高的選擇應確保機組BMCR工況甩負荷運行時前置泵入口壓力滿足必須汽蝕余量要求。

常規布置中，給水泵與汽輪機布置在汽機運轉層，前置泵由電動機帶動布置在汽機房的零米，除氧器層標高24m，但是當前置泵由給水泵汽輪機同軸驅動布置在運轉層時，要保證前置泵的汽蝕余量，經過暫態計算，除氧器層的標高提高到30m。其他條件一致時，同軸比不同軸布置之間的土建費用增加245.3萬元（同軸方案主廠房體積增加165.5×6×9.5=9433.5m3，按260元/m3計算）

4 汽動給水泵前置泵同軸和不同軸方案經濟性比較

4.1 初投資比較

由于不管是采用同軸方案還是不同軸方案，小汽機采用同種機型，小汽機初投資不存在差別；給水泵也沒有改變，只增加了一個減速箱，減少了前置泵電機，每臺汽動給水泵前置泵電機常規為600KW，取消了前置泵電機后，6KV段負荷降低，降低了廠用電率，減少了電氣盤柜的投資費用。數據如表1。

表1 汽動給水泵前置泵同軸和不同軸方案初投資比較

（兩臺機組）

兩臺機前置泵與主泵同軸布置較不同軸布置方案需增加初投資345.3萬元。

4.2 運行費用比較

對于前置泵同軸方案，由于小汽機效率比主機效率低，小汽機排汽壓力比主機排汽壓力高，且同軸驅動存在減速箱效率，在THA工況保持主機功率不變的情況下，與汽泵前置泵單獨由電機驅動方案比較，熱耗增加9kJ/kW·h，發電標煤耗增加0.34g/kW·h。

對于汽泵前置泵不同軸，單獨由電機驅動方案，在THA工況下，兩臺50％容量汽泵前置泵軸功率為1200kW。

汽泵前置泵同軸和不同軸布置方式運行費用比較如表2所示。

從上表比較可以看出，對于2×660MW超臨界純凝燃煤發電機組，采用單機2×50％容量汽動給水泵組，前置泵與主泵同軸布置較異軸布置方案，每臺機組廠用電可減少1200kW，每年節省運行費用129.6萬元，同時發電標煤耗增加0.34g/kW·h，增加年運行費用77.75萬元，實際每臺機組年節省費用51.85萬元，兩臺機組年節約103.7萬元。

4.3 總體經濟性比較

根據前面比較的汽動前置泵與主泵同軸和不同軸布置方式的初投資和運行費用的差異，兩臺機組的總體收益比較如表3所示：

表3 汽動給水泵前置泵同軸和不同軸方案綜合收益比較

（兩臺機組）

注：按貸款15年等額還本付息，貸款利率為6.55％計算。

由上表比較可知，兩臺機組汽動給水泵組前置泵與主泵同軸布置方案與異軸布置方案比較，兩臺機組15年內可獲得凈收益1012.84萬元。

5 結束語

對于2×660MW超臨界純凝燃煤發電機組，采用單機2×50％容量汽動給水泵組的配置，前置泵與主泵同軸布置較異軸布置的經濟效益優勢明顯。