東北某供熱電廠循環(huán)水泵配置及布置優(yōu)化方案

李逢時(shí)

摘 要：本文對(duì)東北某供熱電廠的循環(huán)水泵配置方案進(jìn)行分析，主要從水泵的運(yùn)行工況，水泵的結(jié)構(gòu)形式、經(jīng)濟(jì)性等方面分別進(jìn)行分析比較；根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筇攸c(diǎn)，對(duì)水泵的布置方案進(jìn)行分析，最終確定并推薦本工程的循環(huán)水泵配置及布置優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：供熱機(jī)組；循環(huán)水泵；立式斜流泵；雙吸臥式離心泵

1 概述

東北某地區(qū)擬建2×350MW超臨界供熱機(jī)組，采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng)。臺(tái)機(jī)組配1座雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔，其中一座為排煙塔。機(jī)組在冬季抽汽工況運(yùn)行時(shí)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)按兩機(jī)一塔方式運(yùn)行，僅運(yùn)行排煙塔。

2 循環(huán)水泵配置選擇

目前國(guó)內(nèi)本地區(qū)同類型機(jī)組循環(huán)水泵配置方案基本有以下兩種：每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)雙速循環(huán)水泵；每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)循環(huán)水泵，其中1臺(tái)循環(huán)水泵為雙速循環(huán)水泵。

表1 東北地區(qū)2臺(tái)300MW級(jí)供熱機(jī)組循環(huán)水泵的配置情況

循環(huán)水泵的運(yùn)行工況如下：夏季，1臺(tái)機(jī)組運(yùn)行2臺(tái)泵；春、秋季，2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行4臺(tái)泵或3臺(tái)泵；冬、寒冬季，1臺(tái)機(jī)組可采用2臺(tái)或1臺(tái)雙速泵低速運(yùn)行。夏季、春秋季循環(huán)水量按100%考慮，冷卻塔全塔運(yùn)行；冬季2臺(tái)機(jī)組循環(huán)水用一座排煙冷卻塔冷卻，可根據(jù)氣溫高低，采用全塔配水或外區(qū)配水運(yùn)行，有利于冷卻塔防凍，較好的適應(yīng)供熱機(jī)組冷卻水量變化大的特點(diǎn)；也可以實(shí)現(xiàn)冬季2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行2臺(tái)雙速循環(huán)水泵。

本工程建議4臺(tái)循環(huán)水泵均采用雙速電動(dòng)機(jī)，雖然比普通電動(dòng)機(jī)價(jià)格稍高，但是運(yùn)行更靈活，能夠更好地適應(yīng)供熱機(jī)組多種運(yùn)行工況，也便于運(yùn)行管理和維護(hù)。

3 循環(huán)水泵形式選擇

目前國(guó)內(nèi)300MW級(jí)機(jī)組的循環(huán)水泵可以采用立式斜流泵，也可以采用雙吸臥式離心泵，這兩種配置方式都有較多應(yīng)用，兩種水泵方案如下：立式泵方案：立式泵的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)及泵體立式布置，電機(jī)設(shè)在泵房±0.00m層，泵體設(shè)在±0.00m層以下，運(yùn)轉(zhuǎn)層占地面積較小，但安裝及檢修時(shí)比較麻煩，檢修時(shí)需要將泵軸或泵體都起吊起來(lái)，泵房下部結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，泵房前需要加設(shè)流道，設(shè)置平板濾網(wǎng)及鋼閘門。臥式泵方案：臥式泵的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)及泵體水平布置，安裝及檢修時(shí)比較方便，但由于需要正壓進(jìn)水，泵及電機(jī)都設(shè)在泵房-7.60m層，運(yùn)轉(zhuǎn)層占地面積較大，但泵房下部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，泵房?jī)H設(shè)吸水前池，無(wú)需設(shè)置平板濾網(wǎng)及鋼閘門，但泵入口需設(shè)置電動(dòng)閥門。

根據(jù)兩種泵特點(diǎn)，分別從技術(shù)，經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行詳細(xì)比較，見(jiàn)表1和表2。

表2 立式斜流泵與臥式離心泵技術(shù)比較表

從表2可以看出兩種泵型各有優(yōu)缺點(diǎn)，都可用作電廠循環(huán)水泵，但立式泵更安全、可靠。從表3看立式循環(huán)水泵的總體造價(jià)與臥式循環(huán)水泵相差不多。雖然臥式雙吸泵結(jié)構(gòu)較立式斜流泵簡(jiǎn)單，但制造加工難度很大，尤其是形狀復(fù)雜的大型泵殼在鑄造時(shí)必須采用大型組合式模具，澆鑄時(shí)容易出現(xiàn)澆不足、變形（影響水泵的水力性能）等缺陷，鑄造產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力難以消除，鑄件質(zhì)量難以得到保證。

通過(guò)以上比較，可以看出立式泵在運(yùn)行檢修方面要優(yōu)于臥式泵，初投資相差不多，因此本工程推薦循環(huán)水泵采用立式斜流泵。

4 循環(huán)水泵布置方案

4.1 工程所在地氣象條件

該地區(qū)處于溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)的北緣，該地區(qū)受西伯利亞大陸性和東部海洋性氣團(tuán)的控制，其特征是冬季寒冷少雪；春季多風(fēng)而溫和、干燥；夏季炎熱、多雨；秋季溫濕、涼爽。四季分明；具有全年日照充足，溫差較大，降水集中，蒸發(fā)量大的特點(diǎn)。累年平均氣溫為8.2℃。累年極端最低氣溫為-32.9℃，累年年平均降水量670.3mm。

表3 立式斜流泵和雙吸臥式離心泵經(jīng)濟(jì)比較表 （單位：萬(wàn)元）

注：表中所列數(shù)據(jù)僅為比較用。

4.2 降雨對(duì)泵房布置的影響

循環(huán)水泵露天布置，首先，從電機(jī)防雨的角度，電機(jī)要采用室外型電機(jī)，這樣會(huì)增加電機(jī)的造價(jià)。其次，從泵房排水的角度，立式泵循環(huán)水泵房露天布置時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)層布置在泵房±0.00m層，泵房排水比較順暢，這樣即使在雨季，泵房的運(yùn)行也不會(huì)有很大影響，而臥式泵運(yùn)轉(zhuǎn)層布置在-7.60m層，如果露天布置，下雨時(shí)雨水會(huì)積聚在泵坑內(nèi)，需要設(shè)排污泵排出積水，如果排水不暢，有可能會(huì)淹沒(méi)循環(huán)水泵，造成事故。從以上分析可以看出，泵房露天布置對(duì)于立式泵是適合的，對(duì)于臥式泵則盡量不要采用。

本工程所在地年平均降水量670.3mm，且主要集中在夏季3個(gè)月，從安全生產(chǎn)的角度考慮，僅考慮立式泵露天布置的方案的可行性。

4.3 氣溫對(duì)泵房布置的影響

根據(jù)目前電廠運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)廠址所在地冬季最低溫度不低于0℃時(shí)，循環(huán)水泵房可以考慮露天布置，這樣不存在冬季防凍的問(wèn)題，而且取消上部結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省部分土建費(fèi)，經(jīng)測(cè)算，循環(huán)水泵房露天布置時(shí)比帶上部結(jié)構(gòu)的泵房節(jié)省約140萬(wàn)元。

當(dāng)廠址所在地冬季最低溫度低于0℃，考慮到冬季正常運(yùn)行時(shí)的防凍，以及冬季停機(jī)或檢修時(shí)，水泵及管道內(nèi)積水有可能上凍，給再次運(yùn)行造成麻煩，就不適合露天布置。本工程冬季寒冷，冬季最低氣溫-32.9℃，每年平均有五個(gè)月的結(jié)冰天數(shù)，如果露天布置，需要考慮給循環(huán)水泵和管道加裝防凍裝置，無(wú)疑又增加了運(yùn)行維護(hù)的難度。而且本工程為冬季供熱機(jī)組，從供熱的安全可靠性上考慮，也不適合露天布置。另外，露天布置時(shí)，水泵電機(jī)需要采用戶外防凍型電機(jī)，比常規(guī)電機(jī)要貴30%左右，2臺(tái)機(jī)組4臺(tái)循環(huán)水泵共高出約126萬(wàn)元，高出費(fèi)用與泵房露天布置節(jié)省的土建費(fèi)用差不多。因此，通過(guò)上述分析，本工程循環(huán)水泵房不宜露天布置。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上優(yōu)化分析比較，對(duì)于供熱機(jī)組的循環(huán)水泵配置，采用雙速立式斜流泵，無(wú)論從運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)上都具有優(yōu)勢(shì)。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，循環(huán)水泵推薦室內(nèi)布置，設(shè)置循環(huán)水泵房。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常靜.設(shè)計(jì)選型“面對(duì)面”暨“中國(guó)設(shè)計(jì)師”網(wǎng)會(huì)員活動(dòng)（杭州站）盛勢(shì)落幕[J].低壓電器.2007（13）：68-69.

[2] 光旭.印尼工程凝汽器設(shè)計(jì)選型建議[J].中國(guó)電力教育.2009（S2）：493-494.

[3] 曲鵬，宮樹(shù)龍.PLC的工程設(shè)計(jì)選型[J].煉油與化工.2007（03）：67-68.

[4] 李慶，黃先騰，彭日亮.燃煤發(fā)電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型[J].華北電力技術(shù).2008（06）：51-54.

[5] 李慶，侯穆峰，胡秀麗.影響電除塵器高效運(yùn)行的幾個(gè)問(wèn)題[J].華北電力技術(shù).2003（11）：44-47.