2×350MW级空冷供热机组给水泵选型探讨

张兰

摘 要：针对350MW级空冷供热机组的设计参数及运行条件，对机组给水泵的配置方案和给水泵汽轮机的排汽冷却方案进行了分析与比较。结果表明小汽机直接空冷比间接空冷运行可靠性略高。给水泵配置方案一较方案二初投资低，经济效益突出。因此，采用方案一（1×100%B-MCR汽动给水泵+1×30%B-MCR启动用电动给水泵），小汽轮机排汽采用直接空冷运行方案可提高运行经济性。

关键词：350MW空冷供热机组 给水泵 小汽机 技术经济性

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0046-02

随着我国经济的迅猛发展，在富煤缺水地区建设空冷电站，发展大容量空冷机组对我国火力发电行业节约水资源实现可持续发展有着深远的意义[1-2]。随着机组容量和参数的提高，被称为电厂“心脏”的给水泵功率增加很快。耗电率越来越高，对机组上网电量的影响也越来越大[3]。因此，给水泵的合理配置是空冷设计技术的重要组成部分，其配置方案的重要性日益显现[4-5]。

内蒙古泰恒能源有限责任公司2×350MW低热值煤超临界空冷供热机组工程设计中，锅炉给水泵是电厂的主要辅机设备之一，其投资在全厂辅机中占有较大的比例。给水泵的功率较大，合理选择直接空冷机组的给水泵驱动型式，尽量降低工程造价和运行费用，使业主得到最大收益是电厂设计的主要任务之一。该文认真分析研究了空冷机组的设计运行条件，经过充分的技术经济比较，对该工程给水泵的配置方案提出了推荐意见。

1 给水泵组的配置方案

目前，已经投运的湿冷300MW机组多采用汽动给水泵，也有采用电动给水泵的。电动给水泵在系统简单、运行灵活、控制简便、设备维修量小、主厂房布置灵活等方面皆比汽动给水泵要好，这已有定论。以往直接空冷机组配置电动给水泵为多。汽动给水泵虽然系统较复杂一些，但众多电厂运行的实际情况表明，湿冷小机安全可靠性不存在问题，不再赘述。

直接空冷机组若配置汽动给水泵，小汽轮机的排汽去向有以下方式：一种是直接排入主机的空冷凝汽器；一种是排入独立的湿冷凝汽器（或机力通风冷却塔）；一种是排入间冷凝汽器。根据国家电力规划设计院的要求，北方缺水地区火电机组的耗水指标要控制在0.12立方米/秒·百万千瓦以下。若小汽机采用湿冷型式，机组的耗水指标为0.14立方米/秒·百万千瓦，超过了控制指标，方案是不可行的。小汽轮机配独立的间冷凝汽器的方案是可行的，但此方案要单独为给水泵汽轮机建设一套间接空冷系统，系统较为复杂，且间冷塔占地较大，增加工程的初投资费用。小汽轮机的排汽直接排入主机排汽装置、与主汽轮机排汽一并进入直接空冷凝汽器的方案（以下简称直冷小机），无需冷却水，因而不存在蒸发、风吹、排污损失，耗水指标最低，更符合空冷机组节水宗旨。同时该方案系统是最简单的，直接空冷凝汽器面积增加很少（但并不增加占地面积），经济性好。

参照常规工程的配置方案，确定该工程给水泵参比方案为：

方案一：1×100%B-MCR汽动给水泵+1×30%B-MCR启动用电动给水泵，小汽轮机排汽采用直接空冷；方案二：3×50%B-MCR电动调速给水泵。

2 两种方案的技术经济分析

2.1 初投资比较

通过两种方案对主机和辅机设备影响，主厂房管材耗量以及主厂房指标及设备布置，控制系统，电气系统，这几个方面进行比较。

对主机设备影响方面，电泵方案和汽泵方案的锅炉最大连续蒸发量均为1215t/h，两方案汽机和锅炉的容量都没有发生变化。同时由于小汽轮机的排汽直接进入主机空冷装置，空冷岛的凝汽量略有增加，空冷岛冷却面积也相应增大。空冷岛主体投资也会相应增多，大致认为对主机设备无影响。对辅机设备的影响方面，由于两方案锅炉蒸发量相同，相应的锅炉辅机容量不发生变化；给水泵容量不变；汽轮机凝汽量基本不变，凝结水泵容量不变。主厂房管材耗量以及主厂房指标及设备布置方面工程量并没有增加，只有高压给水管道因汽泵布置在运转层较电泵方案减少的连接管道工程量。通过实际工程的综合比较，两方案发生的工程量相差无几。控制系统和电气系统方面，汽泵方案与电泵方案相比控制点数较多，但由于增加的控制电缆等级较低，增加费用大致为几万元，可忽略不计。对照300MW级机组选用电泵或汽泵方案高压厂用电电压均采用6 kV一级电压，对电气厂用电设备等级没有影响。汽泵方案和电泵方案的初投资比较具体见表1。由表中可见，在锅炉蒸发量不变的前提下，两台350MW直接空冷机组汽泵方案的初投资较电泵方案低3168-3100=68万元。

2.2 运行费用比较

2.2.1 煤电费用对比

汽动给水泵方案由于给小汽轮机供汽使主汽轮机进汽量增大、锅炉连续蒸发量加大，汽轮机热耗增加，耗煤量增加；但由于没有电动给水泵的厂用电量这一部分，实际对外供电量大。而电动给水泵方案虽然锅炉连续蒸发量比汽动给水泵方案要小，汽轮机热耗较低，耗煤量较少；但因为实际厂用电量加大，对外供电总量减少。详见表2。可以看出：理论计算的汽泵方案比电泵方案年供电量多，年售电费为2676.84万元。但汽泵方案比电泵方案每年多耗煤所发生的费用为1192.85万元。

关于电动给水泵与汽动给水泵日常检修维护费，没有确切的统计资料，但汽动给水泵系统较电动给水泵复杂，汽动给水泵组日常检修维护费高于电动给水泵组。据有关资料介绍，单台机组日常检修维护费约为每年70万元，两台机组每年140万元。

2.2.2 运行费用比较

根据表3总结的电泵和汽泵方案费用及效益比较数据，可以得出如下结论。初投资方面：在锅炉蒸发量不变的前提下汽泵较电泵投资约少68万元。运行费用和效益方面：汽泵方案的年消耗标煤费、年运行维护费总计比电泵高出1332.85万，计算出的汽泵方案比电泵方案每年多卖电2676.84万元，两者相抵后，加上汽泵方案初投资较电泵方案节省的68万元费用。汽泵方案比电泵方案每年收益高1411.99万元。

3 结语

该文针对350 MW空冷供热机组的设计参数及运行条件，对机组给水泵的配置方案和给水泵汽轮机（小汽机）的排汽冷却方案进行了分析与比较。两种给水泵配置方案综合比较归纳如下。

（1）电动给水泵方案系统简单，汽动给水泵方案系统复杂，运行维护工作及费用较高。

（2）两方案初投资费用比较，电泵方案投资低，汽泵方案较高。

（3）汽泵方案与电泵方案相比，年净收益多1411.99万元，经济效益突出。

因此，推荐该工程给水泵采用1×100%B-MCR汽动给水泵+1×30%B-MCR启动用电动给水泵，小汽轮机排汽采用直接空冷。

参考文献

[1] 李润森，孙即红.300MW空冷机组给水泵配置的研究[J].动力工程，2006，26（2）：171-179.

[2] 王伟虎.2×300MW级空冷机组给水泵配置浅析[J].科技情报开发与经济， 2010，20（24）：188-189.

[3] 赵恩婵，刘利，俞保国.300MW直接空冷机组给水泵配置及其汽轮机排汽冷却方案研究[J].热力发电，2010，39（12）：65-67.

[4] 王坚.1000MW级空冷机组给水泵配置选型探讨[J].电力建设，2007，28（6）：41-44.

[5] 赵红斌，杨德荣，冯宇亮，等.直接空冷机组给水泵配置方案[J].电力建设，2013，34（1）：70-74.endprint