1000MW超超临界机组除氧器布置高度选择

于涛　王光林　马强

摘 要：在火电厂的主厂房布局中，除氧器布置占据了重要的地位，除氧器布置高度的确定需要综合考虑机组的安全、主厂房土建投资等因素。除氧器的布置高度主要影响给水前置泵入口的有效汽蚀余量，因此，给水泵的配置直接影响除氧器的布置高度。文章从结合国内外1 000 MW等级机组的给水泵配置、主厂房格局情况，对某工程的除氧器低位布置的安全性进行论证，减小主厂房尺寸，有效缩减项目初投资。

关键词：1 000 MW超超临界机组；除氧器；布置；高度选择

中图分类号：TK262 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0052-02

1 概 述

某1 000 MW超超临界机组，锅炉为超超临界变压直流炉，一次再热、平衡通风、全露天布置、固态排渣、全钢悬吊结构π型炉；汽轮机为超超临界四缸四排汽凝汽式汽轮机。主厂房采用四列式布置，即从前往后依次为汽机房-除氧间-煤仓间-锅炉房的结构形式。除氧器布置高度的选择决定于给水泵系统的配置情况，机组给水泵配置可选2×50%BMCR容量汽动给水泵和1×100%容量的汽动给水泵。前置泵可选同轴驱动及单独电机驱动。针对不同的配置，除氧器需要不同的布置高度才能满足设备的安全运行。

2 1 000 MW级机组给水泵组选型及布置特点

1 000 MW等级超超临界凝汽式机组中，考虑其运行经济性，一般均采用汽动给水泵；与此同时，为了满足机组灵活启动的要求，工程多设置启动及备用电动给水泵。随着汽动给水泵的稳定性和可靠性的提高和电厂的运行水平提高，国内外一些电厂采用汽动给水泵直接启动方式，积累了比较丰富的经验，很少一部分电厂取消了启动电动给水泵。国内外部分超（超）临界1 000 MW级机组给水泵的配置情况，见表1。

通过上表可以看出我国目前投运及在建的1 000 MW容量机组中，多采用2×50%汽动泵的配置方式。与设置1×100%容量给水泵相比，设置2×50%容量的汽泵不设启动备用电泵时，当一台给水泵故障时，另一台汽泵运行，可带主机60%负荷运行，不会引起停机停炉，机组的稳定性较高。小机的排汽背压也不存在高低压侧匹配问题，无须增设单独的小凝汽器。取消电动给水泵组及电泵油系统，节省投资，另外采用小汽轮机同轴驱动前置泵，可降低厂用电率[1]，在煤价高企的今日，具有较高的经济性。因此，本文推荐的给水泵配置方案为2×50%容量汽动给水泵，取消电动启动泵，前置泵由给水泵汽轮机同轴驱动。

3 1 000 MW级机组除氧器的布置特点

除氧器作为汽轮机抽汽回热系统中的一级混合式加热器，通常和其他加热器一起布置在除氧间内。布置高度考虑到给水泵运行的安全，通常采用高位布置。由于高位布置的除氧器水箱庞大，荷载较大，使土建结构梁柱尺寸加大，造价增加。随着电力体制的改革，越来越多的投资方要求从设计上体现“安全可靠、经济实用”的建设方针。按照建设节约型电厂的指导思想，对除氧器的布置高度进行优化。对除氧器的布置高度进行优化要满足在所有运行工况下能够达到：

①给水泵不汽蚀；

②除氧器具有稳定的除氧效果；

③具有较高的经济性。

国内1 000 MW机组除氧器布置方式，见表2。

从表2可以看出前置泵的布置方式主要有两种，底层单独布置（低位布置），运转层同轴布置（高位布置）。当底层布置时，除氧器可选择高位布置和低位布置，当给水前置泵高位布置时，除氧器必须选择高位布置。国内目前在建或已投运的百万机组中，除氧器均采用高位布置，对应前置泵的高、低位布置，除氧器与泵入口高差从23.5 ～25 m，空间跨度较大。在保证给水泵安全的前提下有效降低除氧器高度，可降低主厂房土建工程造价。工程拟采用除氧器高度在除氧间 31 m层。运转层标高为15.5 m，除氧器与泵的高差约15.5 m。主厂房容积指标要优于同类型机组。

通过除氧器暂态计算[2]，在除氧器布置在31 m层，前置泵同轴布置在15.5 m层时，泵入口有效汽蚀余量为8.06 m，满足前置泵入口必须汽蚀余量7 m的要求，可保证前置泵安全稳定运行，方案是可行的。

4 经济性分析

1 000 MW级除氧间宽度一般为10 m，主厂房跨度约为175 m。本工程推荐安装高度为31 m，与前置泵同轴布置的北仑三期相比，节省主厂房空间约为175 m×10.5 m×（40.5 m-31 m）=17 456 m3，主厂房造价按照380元/m3计算（不同地域稍有差异），则两台机组节约土建造价约663万元，降低除氧器高度后，中低压管道材料量及安装工程量节约25万元/台机组，故本方案较北仑三期相比仅除氧器降低标高布置可节约初投资约688万元。

相比《火力工程限额设计参考造价指标》（2014年）除氧间体积87 515 m3，本方案除氧器容积为56 963 m3，节约30 552 m3，相比于限额指标节约容积35%。按照380元/m3的主厂房造价计算，两台机组比2014年限额指标节约1 161万元。

参考文献：

[1] 曹钖.汽动给水泵组的前置泵同轴布置经济性分析[J].科技创新与应 用，2013，（26）.

[2] 王坚.除氧器布置优化及暂态计算方法[J].电力建设，2006，（9）.