2×350MW級空冷供熱機組給水泵選型探討

張蘭

摘 要：針對350MW級空冷供熱機組的設計參數及運行條件，對機組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機的排汽冷卻方案進行了分析與比較。結果表明小汽機直接空冷比間接空冷運行可靠性略高。給水泵配置方案一較方案二初投資低，經濟效益突出。因此，采用方案一（1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵），小汽輪機排汽采用直接空冷運行方案可提高運行經濟性。

關鍵詞：350MW空冷供熱機組 給水泵 小汽機 技術經濟性

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0046-02

隨著我國經濟的迅猛發展，在富煤缺水地區建設空冷電站，發展大容量空冷機組對我國火力發電行業節約水資源實現可持續發展有著深遠的意義[1-2]。隨著機組容量和參數的提高，被稱為電廠“心臟”的給水泵功率增加很快。耗電率越來越高，對機組上網電量的影響也越來越大[3]。因此，給水泵的合理配置是空冷設計技術的重要組成部分，其配置方案的重要性日益顯現[4-5]。

內蒙古泰恒能源有限責任公司2×350MW低熱值煤超臨界空冷供熱機組工程設計中，鍋爐給水泵是電廠的主要輔機設備之一，其投資在全廠輔機中占有較大的比例。給水泵的功率較大，合理選擇直接空冷機組的給水泵驅動型式，盡量降低工程造價和運行費用，使業主得到最大收益是電廠設計的主要任務之一。該文認真分析研究了空冷機組的設計運行條件，經過充分的技術經濟比較，對該工程給水泵的配置方案提出了推薦意見。

1 給水泵組的配置方案

目前，已經投運的濕冷300MW機組多采用汽動給水泵，也有采用電動給水泵的。電動給水泵在系統簡單、運行靈活、控制簡便、設備維修量小、主廠房布置靈活等方面皆比汽動給水泵要好，這已有定論。以往直接空冷機組配置電動給水泵為多。汽動給水泵雖然系統較復雜一些，但眾多電廠運行的實際情況表明，濕冷小機安全可靠性不存在問題，不再贅述。

直接空冷機組若配置汽動給水泵，小汽輪機的排汽去向有以下方式：一種是直接排入主機的空冷凝汽器；一種是排入獨立的濕冷凝汽器（或機力通風冷卻塔）；一種是排入間冷凝汽器。根據國家電力規劃設計院的要求，北方缺水地區火電機組的耗水指標要控制在0.12立方米/秒·百萬千瓦以下。若小汽機采用濕冷型式，機組的耗水指標為0.14立方米/秒·百萬千瓦，超過了控制指標，方案是不可行的。小汽輪機配獨立的間冷凝汽器的方案是可行的，但此方案要單獨為給水泵汽輪機建設一套間接空冷系統，系統較為復雜，且間冷塔占地較大，增加工程的初投資費用。小汽輪機的排汽直接排入主機排汽裝置、與主汽輪機排汽一并進入直接空冷凝汽器的方案（以下簡稱直冷小機），無需冷卻水，因而不存在蒸發、風吹、排污損失，耗水指標最低，更符合空冷機組節水宗旨。同時該方案系統是最簡單的，直接空冷凝汽器面積增加很少（但并不增加占地面積），經濟性好。

參照常規工程的配置方案，確定該工程給水泵參比方案為：

方案一：1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵，小汽輪機排汽采用直接空冷；方案二：3×50%B-MCR電動調速給水泵。

2 兩種方案的技術經濟分析

2.1 初投資比較

通過兩種方案對主機和輔機設備影響，主廠房管材耗量以及主廠房指標及設備布置，控制系統，電氣系統，這幾個方面進行比較。

對主機設備影響方面，電泵方案和汽泵方案的鍋爐最大連續蒸發量均為1215t/h，兩方案汽機和鍋爐的容量都沒有發生變化。同時由于小汽輪機的排汽直接進入主機空冷裝置，空冷島的凝汽量略有增加，空冷島冷卻面積也相應增大。空冷島主體投資也會相應增多，大致認為對主機設備無影響。對輔機設備的影響方面，由于兩方案鍋爐蒸發量相同，相應的鍋爐輔機容量不發生變化；給水泵容量不變；汽輪機凝汽量基本不變，凝結水泵容量不變。主廠房管材耗量以及主廠房指標及設備布置方面工程量并沒有增加，只有高壓給水管道因汽泵布置在運轉層較電泵方案減少的連接管道工程量。通過實際工程的綜合比較，兩方案發生的工程量相差無幾。控制系統和電氣系統方面，汽泵方案與電泵方案相比控制點數較多，但由于增加的控制電纜等級較低，增加費用大致為幾萬元，可忽略不計。對照300MW級機組選用電泵或汽泵方案高壓廠用電電壓均采用6 kV一級電壓，對電氣廠用電設備等級沒有影響。汽泵方案和電泵方案的初投資比較具體見表1。由表中可見，在鍋爐蒸發量不變的前提下，兩臺350MW直接空冷機組汽泵方案的初投資較電泵方案低3168-3100=68萬元。

2.2 運行費用比較

2.2.1 煤電費用對比

汽動給水泵方案由于給小汽輪機供汽使主汽輪機進汽量增大、鍋爐連續蒸發量加大，汽輪機熱耗增加，耗煤量增加；但由于沒有電動給水泵的廠用電量這一部分，實際對外供電量大。而電動給水泵方案雖然鍋爐連續蒸發量比汽動給水泵方案要小，汽輪機熱耗較低，耗煤量較少；但因為實際廠用電量加大，對外供電總量減少。詳見表2。可以看出：理論計算的汽泵方案比電泵方案年供電量多，年售電費為2676.84萬元。但汽泵方案比電泵方案每年多耗煤所發生的費用為1192.85萬元。

關于電動給水泵與汽動給水泵日常檢修維護費，沒有確切的統計資料，但汽動給水泵系統較電動給水泵復雜，汽動給水泵組日常檢修維護費高于電動給水泵組。據有關資料介紹，單臺機組日常檢修維護費約為每年70萬元，兩臺機組每年140萬元。

2.2.2 運行費用比較

根據表3總結的電泵和汽泵方案費用及效益比較數據，可以得出如下結論。初投資方面：在鍋爐蒸發量不變的前提下汽泵較電泵投資約少68萬元。運行費用和效益方面：汽泵方案的年消耗標煤費、年運行維護費總計比電泵高出1332.85萬，計算出的汽泵方案比電泵方案每年多賣電2676.84萬元，兩者相抵后，加上汽泵方案初投資較電泵方案節省的68萬元費用。汽泵方案比電泵方案每年收益高1411.99萬元。

3 結語

該文針對350 MW空冷供熱機組的設計參數及運行條件，對機組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機（小汽機）的排汽冷卻方案進行了分析與比較。兩種給水泵配置方案綜合比較歸納如下。

（1）電動給水泵方案系統簡單，汽動給水泵方案系統復雜，運行維護工作及費用較高。

（2）兩方案初投資費用比較，電泵方案投資低，汽泵方案較高。

（3）汽泵方案與電泵方案相比，年凈收益多1411.99萬元，經濟效益突出。

因此，推薦該工程給水泵采用1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵，小汽輪機排汽采用直接空冷。

參考文獻

[1] 李潤森，孫即紅.300MW空冷機組給水泵配置的研究[J].動力工程，2006，26（2）：171-179.

[2] 王偉虎.2×300MW級空冷機組給水泵配置淺析[J].科技情報開發與經濟， 2010，20（24）：188-189.

[3] 趙恩嬋，劉利，俞保國.300MW直接空冷機組給水泵配置及其汽輪機排汽冷卻方案研究[J].熱力發電，2010，39（12）：65-67.

[4] 王堅.1000MW級空冷機組給水泵配置選型探討[J].電力建設，2007，28（6）：41-44.

[5] 趙紅斌，楊德榮，馮宇亮，等.直接空冷機組給水泵配置方案[J].電力建設，2013，34（1）：70-74.endprint