電站給水泵驅動方式及特點分析

劉　鵬（山東棗莊十里泉發電廠,山東　棗莊　277103）

電站給水泵驅動方式及特點分析

劉鵬
（山東棗莊十里泉發電廠,山東棗莊277103）

摘要：火電廠電動給水泵耗電率占火電廠總廠用電率的20%-30%。火電廠的熱經濟性不僅依賴于機組設計、安裝,還與電廠運行方式和輔機的配置有緊密聯系。火電廠鍋爐給水泵驅動方式主要有電動和汽動兩種,轉速高、功率大是汽輪機驅動給水泵的優勢，相對電動給水泵而言，汽動泵更能節省廠用電，為實現電廠能量的綜合利用，采用汽動泵配合主機進行滑壓調節，從而減少節流損失，提高利用效率。

關鍵詞：給水泵汽輪機；給水泵驅動；分類；特點

1　給水泵驅動方式

電廠給水泵驅動主要有以下三種,（1）電動驅動；（2）小汽輪機驅動；（3）主機驅動,現就這三種驅動方式予以介紹。

1.1電動機驅動

這種控制方式主要是由與泵配套的液力耦合器調整泵的轉速，通過泵轉速高低調節給水流量大小，或者通過給水調節閥來調整鍋爐給水流量。電動驅動給水泵設備簡單、可靠性比較高。其缺點就是當機組容量增大時,其對應的電動機、變壓器及控制系統設備容量也增大,其成本也隨之增大。6000KW是當前生產的電動驅動給水泵的最大功率,在大功率汽輪發電機組中受其容量限制而不能廣泛應用。用來調節給水泵轉速的聯軸器基本分為兩類:變速離合器和液力耦合器,液力耦合器因為其應用廣泛和技術可靠而被廣泛應用。液力耦合器主要由泵輪、工作渦輪和起密封和固定作用的外殼三部分構成。工作油是動能傳遞介質，主動軸通過泵輪把作用力傳遞給工作油,工作油得到動能后在慣性和摩擦力的作用下把動能傳遞給禍輪,從而帶動從動軸轉動,達到傳遞功率的目的。通過調節工作油的油位可以有效的控制轉速和功率的傳遞。

1.2小汽輪機驅動

火電廠裝機容量逐步提高，機組初參數越來越高，為小汽機廣泛應用提供了條件。用小汽輪機帶動給水泵,其優勢就是浪費很少能量的前提下可以調整轉速。穩定可靠及參數合理的蒸汽是給水泵用小汽輪機帶動的必要條件。根據相關研究表明,電動機驅動給水泵適用于機組容量在250MW及以下機組。機組容量達到400MW及以上是，為了提高經濟性、降低運行費用，電廠可采用小汽機帶動給水泵的方式。機組容量的范圍處于300MW到400MW范圍內時,鍋爐的給水只用一臺容量100%的汽泵。為了提高機組運行安全性,可采用兩臺50%的汽動泵和一臺備用電動泵。

1.3主汽輪機驅動

直接的方式是大汽輪機的軸與給水泵的軸相連,給水泵由主汽輪機驅動,抑或給水泵軸與液力耦合器相連或經過增速箱再驅動給水泵。

2　驅動給水泵汽輪機的簡單介紹

目前我國運行的給水泵汽輪機主要分為兩大類:一類是利用引進技術在國內制造的，一類是隨同主機引進來的。下圖是國內給水泵汽輪機主要參數和經濟指標。

制造廠的小汽輪機均為沖動凝汽式,其汽動泵設計效率可達80%及以上。

3　驅動給水泵汽輪機的型式

驅動給水泵汽輪機的類型分以下幾種:

3.1背壓式

這種形式的給水泵汽輪機對改善主汽輪機的經濟性提高沒有體現出一定的優越性,僅在發展初期使用過,目前已不再應用。

3.2背壓抽汽式

主汽輪機上有與排汽相連的低壓抽汽口。另外有2-3級的抽汽通過回熱系統加熱給水。背壓抽汽式給水泵汽輪機有如下優點：（1）外形尺寸小、投資成本低,并且更容易做成高轉速。（2）減少了抽汽口數量，簡化中壓缸第一級葉片和汽缸設計。（3）釆用背壓抽汽式給水泵汽輪機可以提高回熱系統的熱經濟性。（4）再熱器蒸汽流量減低,降低閥門的尺寸和管道成本。但背壓抽汽式也有其缺點，因小汽輪機排汽做功后又進入了主機,末級排汽使用面積不足。在主機負荷變動的情況下,凝汽式小汽輪機比背壓式、背壓抽汽式熱效率更高并且在可靠性上沒有凝汽式小機有優勢。

3.3凝汽式

3.3.1凝汽式給水泵汽輪機的形式

凝汽式汽輪機有明顯的優勢即在操作和經濟性上相對靈活，凝汽式逐漸取代了背壓式。國內釆用的大部分形式是凝汽式且小汽輪機的排汽直接排到凝汽器或另一個自備凝汽器。小汽輪機與給水泵的連接方式分兩類如下圖:

圖a是小汽輪機只用來驅動主給水泵，前置泵由單獨的電動機驅動。圖b是小汽輪機通過減速齒輪箱驅動主給水泵和前置泵。

3.3.2凝汽式給水泵汽輪機的熱力設計特點

凝汽式給水泵汽輪機進汽壓力0.4-l.0Mpa,蒸汽的絕熱給降720-1020kJ/kg,汽耗量大約為4-5kg/kWh。當給水泵高速運行時,為了保證泵的安全運行，通常在主給水泵之前設置一個前置泵。前置系的驅動方式分為兩種,一是小汽輪機帶動減速箱進行驅動；二是由低速電機驅動。

4　結論

作者通過本文介紹了電廠給水泵的幾種驅動方式，及相關設備運行特點。本文通過分析介紹了凝汽式給水泵汽輪機的優點,即降低能量在傳遞過程中的損失，提高火力發電機組的經濟性，為電站選取不同形式的汽輪機給水泵提供了參考。

參考文獻：

[1]王剛,崔明輝.火力發電廠汽輪機驅動給水泵節能分析[J].河北工業科技,2010.

[2]李心剛,謝冬梅,黃晶.汽動給水泵變速運行特性分析[J].熱力發電,2008.

[3]劉國培.中小熱電廠改用汽動給水泵的經濟效益分析[J].能源研宄與利用,2006.