350MW 超临界机组给水系统的优化

欧一顺

（华能东方电厂，海南东方 572600）

350MW 超临界机组给水系统的优化

欧一顺

（华能东方电厂，海南东方 572600）

结合华能东方电厂一、二期工程350MW超临界机组给水系统的不同配置方案，从造价、安全、经济、可靠性方面分析给水系统不同配置方案的优缺点，为350MW等级超临界机组给水系统的优化提供参考。

350MW;超临界机组;给水系统;优化

0 引言

华能东方电厂一、二期工程共有4台350MW超临界机组，4台机组的汽轮机均采用哈尔滨汽轮机厂生产的CLN350-24.2/566/566型，超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、反动凝式汽轮机。一期工程1#、2#机组分别于2009年的6月、12月投入商业运行。二期工程3#机组已进入整组启动阶段，4#机组处于安装阶段。为减少投资、简化系统、降低厂用电率，结合一期机组的设计及投运情况，电厂委托中南设计院对二期机组的给水系统进行了优化设计。

1 给水系统的设计对比

1.1 给水泵的不同配置

东方电厂一期工程每台机组给水系统均配置2套给水泵组，1×100%汽泵组和1×50%电泵组。机组正常运行时，由汽动给水泵向锅炉提供给水，电动给水泵通常只在启、停机，低负荷及汽动给水泵故障情况下才投入运行。电动给水泵采用液力耦合器调节转速。每台汽动给水泵和电动给水泵均各设置一台前置泵，电动给水泵的前置泵与主泵的电机同轴，汽动给水泵的前置泵单独由一台电机拖动。系统见图1。

二期机组的给水系统只设1×100%汽泵组，包括一台小汽机，一台汽动给水泵和一台前置泵，前置泵不再单独配置电机，改由驱动汽动给水泵的小汽机的前端经齿轮箱拖动。系统见图2。

1.2 系统阀门的不同配置

二期机组在取消电泵的基础上，对系统的阀门也做了改进。将一期机组给水管道中至锅炉省煤器的主、旁路阀组移到了汽泵出口逆止阀后，并取消了一期机组锅炉省煤器前的逆止阀。与一期相比，二期机组在省掉电泵给水泵组的进、出口阀门的同时，也省掉了汽泵出口电动阀和锅炉省煤器前的逆止阀。

1.3 汽动给水泵组安装标高不同

一期机组的汽动给水泵及小机安装在汽机间12.6米运转层，汽泵前置泵安装在汽机间0米运转层。二期机组的汽动给水泵、小汽机和汽泵前置泵一起安装在汽机间0米运转层。

1.4 汽泵小汽机汽源的设置

一、二期机组汽泵小汽机的汽源均设计成两路，一路来自主机第四段抽汽，另一路来自本机的辅汽联箱。当主机四段抽汽压力能满足小机要求时，小机由四抽供汽。当机组发生故障或在低负荷时，四段抽汽压力不能满足小机要求时，采用辅助联箱向小机供汽。为提高可靠性，一、二期机组的辅助联箱均设计了三路汽源，一路是本机四抽来汽，第二路是本机再热器冷段来汽，第三路是临机辅助联箱来汽。系统见图3。

图3 小汽机供汽系统

2 给水系统的造价分析

二期机组取消电动给水泵组后，能从以下四个方面节省投资。

2.1 降低了主要辅机的投资

二期机组取消了电动给水泵组，包括给水泵、前置泵、液力耦合器、一台6kV大功率电机，可直接节约初投资约600万元。

2.2 降低了电气设备的投资

一期机组电动给水泵所配置的6kV电机的功率是8000kW，汽泵前置泵所配6kV电机的功率是560kW。因二期取消了电动给水泵，也取消了汽泵前置泵的电机，从设计上就可以降低厂高变的容量，降低6kV母线的容量，也减少了两台6kV开关和相应的6kV电缆。大幅度降低电气设备的投资。

2.3 降低了给水管道、高压阀门及支吊架的投资

二期机组取消了电动给水泵组，简化了给水系统，节省了因安装电动给水泵组所需要的给水管道、高压阀门及支吊架的投资。另外，将汽动给水泵由汽机间的12.6米运转层移至0米层，和汽泵前置泵安装在一起，也节省了部分给水管道及支吊架。

2.4 降低了闭式冷却水系统的投资

一期设计中电动给水泵油系统中油的冷却，密封水的冷却以及电机的冷却空气的冷却，均以闭式冷却水为介质。二期取消了电泵，就减少了闭式冷却水系统的这几个用户，减少了这几个用户所需的管道和阀门。因闭式冷却水用量的减少，闭式冷却水泵的容量也就可以减少，从而节省投资。就闭式水泵电机而言，一期机组闭式水泵电机电压等级为6kV，容量为220kW，二期机组已将闭式水泵电机设计为380V，容量为185kW。

3 给水系统运行的安全性和灵活性分析

一期机组因设置了50%容量的电动给水泵组，当汽动给水泵组任一部件故障不能投入运行时，机组仍可以利用电泵来启、停或接带50%的额定负荷。二期机组取消了电动给水泵组，任何时候都必须要保证汽动给水泵组的任一部件100%可靠，否则机组无法正常启、停，更不能接带负荷。如果汽动给水泵组不可靠，机组非计划停运的次数就会增多。因此应在汽泵和小汽轮机的订货、制造、监造、安装、运行维护等各方面加以重视，尽可能提高汽动给水泵组的安全可靠性。为了满足不同工况的要求，二期机组的小汽机在主机启、停及正常运行的整个过程中都必须要有可靠的汽源。由于小机未设置单独的凝汽器，因此二期机组锅炉上水、清洗、吹管都需要在主机凝汽器具备接收小汽机排汽，且汽动给水泵组各部件均能正常投入运行的条件下才能进行，如果施工工期安排不合理，会直接影响工程进度。在投产后的机组大、小修过程中也需考虑同样的问题。因此在机组运行的安全性和灵活性方面，一期机组更具有优势。

4 给水系统的经济性分析

一期机组汽泵前置泵由单独的电机拖动，另在机组启、停及汽泵故障情况，使用电泵，都会增加厂用电率。一期2#机组在180MW负荷工况，单独运行汽泵时，机组的厂用电率为5.59%，单独运行电泵时，机组的厂用电率为8.52%，厂用电率相差2.93%。与一期相比，二期机组的厂用电中能省掉汽泵前置泵的耗电部分。

5 单设汽动给水泵组的可靠性分析

随着生产厂家制造水平的提高和电厂检修维护水平的提高，小汽机的运行可靠性已能达到较高的水平，与主机的运行可靠性相接近。另外，因给水泵采用进口芯包结构，运行可靠性也达到了很高的水平。因此在汽动给水泵组运行稳定性能够得到保证的情况下，电泵备用功能的重要性已逐渐降低。东方电厂一期1#、2#机组在2011年的运行过程中，两台机组的汽泵均未发生过事故跳闸的情况。

在小汽机的汽源方面，一、二期机组辅汽联箱均设有三路汽源，小汽机的备用汽源由辅汽联箱提供，在辅汽联箱供小汽机的逆止阀前设置了疏水，见图3。在一期1#、2#机组的运行过程中，将辅汽联箱的压力设定在0.42～0.45MPa，开启辅汽联箱供小汽机的电动阀，以及开启电动阀后逆止阀前的疏水，使该汽源一直处于热备用情况。当主机四抽压力降低，不能满足小汽机要求时，备用汽源通过逆止阀能够实现自动切换，使小汽机的汽源就能够得到可靠保证，满足了机组在低负荷下小汽机的汽源要求，也满足了利用汽泵实现机组启、停的要求。在2011年一期1#、2#机组的三次启、停过程中均未使用电泵。

从一期两台机组的实际运行情况看，电动给水泵的备用作用逐渐降低。目前，二期3#机组已进入整组启动阶段，在前期给水系统调试及锅炉点火吹管过程中，汽泵的运行都很稳定，未发生异常跳闸及被迫停机的情况。

上海外高桥第三发电有限责任公司两台1000MW超超临界火力发电机组，给水系统也只配置1×100%BMCR汽动给水泵，不设电动给水泵。两台机组自2008年3月和6月正式投产至今，未发生因汽动给水泵故障而被迫紧急停机的情况。

6 结论

通过以上分析，350MW超临界机组给水系统采用单台汽泵在技术上是可行的。采用单台汽泵能够满足机组启、停及低负荷工况下的要求，在减少电厂初期投资、简化系统、降低厂用电率方面有很大优势，能够获得较好的经济效益。随着汽动给水泵组运行可靠性的进一步提高，电网富裕容量的增大，取消电动给水泵组将成为电厂350MW超临界机组给水系统优化设计的可行方案。

The Optimization of the Water Supply System of the 350MW Supercritical Unit

OU Yi-shun
（Huaneng Dongfang Power Plant，Dongfang Hainan 572600，China）

Based on the different configuration schemes for the water supply systems of the 350MW supercritical units in the first-stage and second-stage projects of Huaneng Dongfang Power Plant，this essay analyzes both their advantages and disadvantages in the aspects of cost，security，economy and reliability，to provide reference for the optimization of the water supply system of the 350MW supercritical unit.

350MW;supercritical unit;water supply system;optimization

TK242;TK247

B

1008-8032（2012）02-0082-03

2012-01-22

欧一顺（1976－），工程师，主要从事火力发电机组运行及管理工作。