給水泵技術(shù)論文(2)
給水泵技術(shù)論文
給水泵技術(shù)論文篇二
鍋爐給水泵配置方案比較
【內(nèi)容摘要】分析了國內(nèi)外大機(jī)組的給水系統(tǒng)設(shè)備配置及運(yùn)行情況，針對600MW超超臨界機(jī)組進(jìn)行了1×100%汽動(dòng)給水泵和2×50%汽動(dòng)給水泵給水泵配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
【關(guān)鍵詞】汽動(dòng)給水泵1×100%容量2×50%容量
【 abstract 】 analysis of domestic and international large units of water system equipment configuration and the operation, in view of the 600 MW ultra-supercritical units on the 1 x 100% steam pump with 2 x 50% steam to pump water pump arrangement of technical and economic comparison.
【 keywords 】 steam pump 1 x 100% capacity 2 x 50% capacity
中圖分類號(hào)：U464.138+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
鍋爐給水泵在電廠熱力系統(tǒng)中處于關(guān)鍵地位，合理的配置給水泵的型式及容量，對于降低電廠初投資，改善機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、確保機(jī)組的長期安全運(yùn)行至關(guān)重要。
1國內(nèi)外大容量火力發(fā)電機(jī)組給水泵組配置
1.1 國內(nèi)火力發(fā)電機(jī)組給水泵組配置現(xiàn)狀
國內(nèi)300MW以上火電機(jī)組，絕大部分采用2×50%汽動(dòng)給水泵加一臺(tái)電動(dòng)給水泵的方案。600MW、1000MW等級(jí)機(jī)組也大多數(shù)采用該配置方案，如：威海三期工程，配置2×50%汽動(dòng)給水泵;華電國際萊州電廠一期2x1000MW機(jī)組工程，配置2×50%汽動(dòng)給水泵和1×30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵;外高橋二期工程2X900MW機(jī)組，配置2×50%汽動(dòng)給水泵和1×40%啟動(dòng)/備用電動(dòng)給水泵;華能玉環(huán)電廠4X1000MW機(jī)組，配置為2×50%汽動(dòng)給水泵和1×25%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵;國電泰州電廠和華電鄒縣電廠四期2X1000機(jī)組，給水系統(tǒng)的配置均為2×50%汽動(dòng)給水泵和1×30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。
1.2 國外火電機(jī)組給水系統(tǒng)配置現(xiàn)狀
日本大多數(shù)火電機(jī)組鍋爐給水泵的配置情況與中國的配置方案相同，采用2×50%汽動(dòng)給水泵加一臺(tái)電動(dòng)給水泵的方案。
德國近年來新建的百萬級(jí)超(超)臨界機(jī)組，給水泵的配置均采用1×100%汽動(dòng)給水泵和2×40%啟動(dòng)/備用電動(dòng)給水泵。其中典型電廠主要有NIEDERAUSSEM電廠，Boxberg電廠，Lippendorf電廠和黑泵電廠。
美國AEP 公司也先后于1973年到1989年之間投入運(yùn)行6臺(tái)1300MW超臨界機(jī)組(Amos 3、Gavin 1、Gavin 2 、Mountaineer 1、Rockport 1、Rockport 2電廠)配置了1×100%汽動(dòng)鍋爐給水泵組，其給水泵的容量為49.4MW，不設(shè)置電動(dòng)給水泵。
2給水泵配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
2.1 技術(shù)方案比較
汽動(dòng)給水泵臺(tái)數(shù)和容量的選擇，取決于機(jī)組容量、設(shè)備質(zhì)量、機(jī)組在電網(wǎng)中的作用、設(shè)備投資等多種因素。根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL5000-2000第10.3.5條要求，“對600MW及以上機(jī)組運(yùn)行給水泵，宜設(shè)置兩臺(tái)容量各為最大給水量50%的汽動(dòng)給水泵”。
配2×50%容量汽動(dòng)泵：
優(yōu)點(diǎn)是一臺(tái)汽動(dòng)泵組故障時(shí)，單臺(tái)泵能帶65%左右額定負(fù)荷運(yùn)行，對機(jī)組負(fù)荷影響不大。正是基于可靠性高、運(yùn)行靈活的優(yōu)點(diǎn)，此配置在國內(nèi)百萬千瓦等級(jí)電廠以及其它300MW、600MW亞臨界、超臨界電廠廣泛采用，且50%容量的給水泵及配套給水泵汽輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化。2×50%容量小汽機(jī)為剛性轉(zhuǎn)子，起機(jī)過程中不存在臨界轉(zhuǎn)速。機(jī)組啟動(dòng)方式較靈活。
配1×100%容量汽動(dòng)泵：
泵與主機(jī)的負(fù)荷相匹配，系統(tǒng)簡單、操作和調(diào)節(jié)比較方便。
1×100%容量小機(jī)不是剛性轉(zhuǎn)子，起機(jī)過程中需要快速通過臨界轉(zhuǎn)速。由于小機(jī)臨界轉(zhuǎn)速低于小機(jī)額定運(yùn)行轉(zhuǎn)速，小機(jī)調(diào)速范圍的下限值的設(shè)定就必須高于臨界轉(zhuǎn)速。按國內(nèi)小機(jī)廠設(shè)計(jì)，小機(jī)最低穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速~2500rpm。參考給水泵制造廠提供的設(shè)計(jì)曲線，在此轉(zhuǎn)速下運(yùn)行(開啟再循環(huán))，給水泵的出口壓力~14MPa，流量~400t/h。然而在鍋爐進(jìn)水階段、啟動(dòng)初期和機(jī)組負(fù)荷低于40~50%BMCR時(shí)，要求的給水流量小，壓力低，單臺(tái)小機(jī)運(yùn)行無法滿足要求。為此需設(shè)置30%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵組，同時(shí)在汽泵負(fù)荷升至40~50%BMCR以前，需要開啟泵最小流量閥以適應(yīng)機(jī)組啟動(dòng)要求。
2.2經(jīng)濟(jì)性比較
額定負(fù)荷下， 2×50%容量和1×100%容量小機(jī)和給水泵組經(jīng)濟(jì)比較見表1~3。
方案比較及初投資如下(由于100%給水泵配套的給水泵汽輪機(jī)目前國內(nèi)還沒有制造、運(yùn)行業(yè)績，分別按進(jìn)口和國產(chǎn)兩種方案進(jìn)行比較)：
方案a：1×100%汽泵(進(jìn)口)+1×100%小機(jī)方案(進(jìn)口)：4930+400(啟動(dòng)電泵)+9610=14940萬元(兩臺(tái)機(jī)組);
方案b：1×100%汽泵(進(jìn)口)+1×100%小機(jī)方案(國產(chǎn))：4930+400(啟動(dòng)電泵)+3750=9080萬元(兩臺(tái)機(jī)組);
方案c：2×50%汽泵(國產(chǎn))+2×50%小機(jī)(國產(chǎn))：3620+3048=6668萬元(兩臺(tái)機(jī)組)。
注：
1、年運(yùn)行小時(shí)數(shù)取為5500h，標(biāo)煤價(jià)暫按800元/t計(jì)算。
2、由于1×100%容量小機(jī)外形較大，由此引起廠房、電氣設(shè)備以及四大管道等投資增加初步估計(jì)約440萬元(兩臺(tái)機(jī)組)。
3、參考外高橋三期工程，1×100%汽動(dòng)給水泵考慮配備獨(dú)立的凝汽器，在機(jī)組調(diào)試和啟動(dòng)時(shí)給水系統(tǒng)能提前投入運(yùn)行。
根據(jù)年費(fèi)用比較公式：
A=P·I (1+I)n/((1+I)n-1)+R+S
A--年費(fèi)用 P--初投資 R--年運(yùn)行費(fèi)(含電費(fèi)、檢修維護(hù)費(fèi)，暫取0)
n—經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)年I--年利率(貸款)取5.94%
S--系統(tǒng)費(fèi)用，此處取0。
如電廠常年在100%負(fù)荷運(yùn)行，方案a節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用不足以償還貸款。方案b在電廠壽命期沒不能收回投資。
另外，從某工程輔機(jī)招標(biāo)情況看，在VWO/THA/TMCR/TRL這些工況下，國產(chǎn)600MW半容量小汽機(jī)與全容量小汽機(jī)均可以保持較好的內(nèi)效率，設(shè)計(jì)工況一般在83%以上。
從小機(jī)廠給出的不同工況看：
1)在100%工況時(shí)國產(chǎn)半容量小機(jī)汽耗較國產(chǎn)全容量小機(jī)高約0.16 kg/kwh。進(jìn)口全容量給水泵效率較國產(chǎn)半容量給水泵高約2.65%。全容量方案整體效率略有提高。
2)在75%工況時(shí)，半容量小汽機(jī)內(nèi)效率可以保持在75%-80%之間;全容量小汽機(jī)內(nèi)效率一般在70-78%之間。
3)在50%工況時(shí)，半容量小汽機(jī)內(nèi)效率一般在70%-78%之間;全容量小汽機(jī)內(nèi)效率一般在60%-70%之間。
從以上數(shù)據(jù)看來，如電廠長期在75%左右負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，全容量小機(jī)效率較半容量小機(jī)上不占優(yōu)勢，在電廠壽命期內(nèi)更不能收回投資。
綜合考慮設(shè)備初投資、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等各方面因素，2×50%容量小機(jī)和給水泵組的經(jīng)濟(jì)性高于1×100%容量小機(jī)和給水泵組。(以上未考慮電廠因耗煤量的減少而減少的排放量)
3結(jié)論
綜合以上技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，兩方案都是可行的。2×50%容量小機(jī)及給水泵方案應(yīng)用于大容量超超臨界機(jī)組更具優(yōu)勢。
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