火力发电厂锅炉给水泵选型方案比较

邢波 张霞

摘要：火力发电厂中，给水泵的选型对发电效能产生很大的影响。在本文中，通过举出六种形式的给水泵模式，在功能性、经济型、耗能、设备回收等方面进行比对，介绍了选型的基本方法，旨在在火力发电厂的锅炉给水系统中选出最为合理的给水泵模式。

关键词：火力发电厂；锅炉给水；热耗选型

作为大型火力发电设备的主要供应环节，锅炉给水系统发挥着重要的动能供应作用。在我国的锅炉给水发展过程中，常用的是600MW1000MW以上的机组配合，对于给水泵的容量选择直接决定了锅炉系统的输出效率。通常情况下，给水系统的大功率带来的是效率的提高，但是同时给水泵系统的迭代升级带来是设备成本的指数增长。在合理选用给水泵系统是充分结合使用功能和产品成本之间的考量。如何在水泵的选择上优化方案是本文讨论的重点。

一、火力发电厂设施给水泵的方案介绍

在火力发电厂锅炉系统中，通过不同的组合方式有不同类型的给水泵送方式，列举出五种给水泵排列方案进行对比：

方案一：2×50%汽动给水泵+1×50%电动调速给水泵（湿冷机组）

方案二：3×50%电动调速给水泵（空冷机组）

方案三：2×50%汽动给水泵（湿冷小机）+1×35%电动调速给水泵

方案四：2×50%汽动给水泵（空冷小机组）+1×35%电动调速给水泵

方案五：1×100%汽动给水泵+1×35%电动调速给水泵

方案六：1×100%汽动给水泵

二、火力发电厂设施给水泵的比选

对于火力发电厂设施给水泵系统的选择要从功能和经济性方面进行比选，从不同的技术特性和性价比方面对给水泵的选用提供参考依据。

在不同的电力泵的比选中，作为在临界条件下的600MW机组正常的给水泵流量在1200t/h，有效的泵送范围在3000m左右，根据计算输泵的瞬时功率在10000kw以上。根据日常的功能需求，在火力系统全开的条件下，功率使用率达到顶峰，在容量低于一般功率时，给水泵的功率处在5000kw，使得在低容量区间，功率也处于高负荷状态。在生产设备中，给电机的使用带来极大的影响。此外，根据电动机的耦合效应，当机组的转数在大于50%容量的情况下，液力耦合会加大对容量电池电量的消耗，使用成本增大。对于使用单一机组的低功率泵送方式，成本较高，且初期投入较大。因此对前两个方案使用低功率的泵送方式不建议使用。

在考虑供送方式选用电动模式后，对于汽动模式有其独有的优势也存在不足。汽动模式下的泵送方式主要在设备内部自带凝气装置的传动下，使用和空气连接的方式，将气体泵送到传送装置中，泵送的方式简单，操作方面，但是存在该泵送方式要求对作业空间大，大量的空气汽动传送要求有较长的管道进行输送来保证输送的功率满足使用功能，其次汽动的传输方式受到温度影响较为明显，在冬季的生产当中，管道的防冻性能低，不能满足正常的泵送要求。故对于方案三种的冷却汽动的电动输送方式也不建议使用。

在经济方面的比选情况来看，汽动的给水泵在使用成本比电动泵送方式要低。系统构造的简单，以及前期投入较小，在后期的生产维护中也有很强的竞争力。机械构造简单，在给水泵送的过程中，热损耗较小。在输送阀门全开的情况下，减少了热耗对效率的改变，并利用汽动的额定功率，保证了泵送在多种工况中处于稳定的输送条件。此外，对于满容量的方案中，汽动可以再较小的功率供应上提供较大的功率输出，内效的变化对负荷较大的机组而言有很好的适应能力，如运行机组出现单边的停转工况，汽动利用泵送的方式保证机组在重启运行的过程中还能持续进行给水泵送，保证机组正常使用，而不受低负荷运转的干扰。使用半容量状态的水泵方案，在停机运转下，能使用一台泵水装置进行使用，起到很好降低经济的效果。

在热消耗方面的必须来看，不同的驱动模式有不同的特点，对于独立式的泵送方式可以在停机状态下进行工作，驱动方案的变化，造成热耗方面的差值，最大连续功率数值是热耗的主要指标，在动力驱动和独立方案的比对中，根据负荷不同存在差值。一般情况下，负荷降低使得能耗提升，每小时功率降低，热耗的差值也随之增大。单台驱动的热耗与总投资成正比。

设备在使用过程中存在折旧费用，使用泵送装置在计算回收年限时，按照年利率取5.23%。由于主机驱动方案与独立小汽机驱动方案相比，投资回收年限最长不超过20年，随煤价升高及运行小时数减小，回收年限缩短。按工程煤价1200元/t考虑，回收年限约为8.8年，投资回收期在投资分析年限15年内，具备比较长期的经济效益。从以上这些因素分析，方案四经济性较差，不宜采用。

对于火力发电厂的特殊功能性，要使用无电泵的启动方式还要综合考虑安全性能和经济性。电厂启动过程中，电动给水泵始终处于备用状态，汽动给水泵启动比电动给水泵启动可靠性更高。使用无电泵启动方式，最大风险是汽动给水泵汽源的稳定性。如辅助蒸汽压力有大幅波动，会造成给水泵转速及给水流量剧烈波动，会引起锅炉给水流量低保护等动作，造成锅炉MFT。辅助蒸汽如果来源稳定，则可避免上述情况。无电泵启动方式提高了设备运行可靠性，节电效果明显，对火力电厂节能减排有很大推动作用。

三、结语

对于在火力发电厂锅炉给水泵的选型分析中看出，利用不同给水方式，对比出电动和汽动在使用上的不同之处，这也是未来给水泵发展的趋势。对于方案六中使用的全容量汽动给水泵具有很好的经济性和使用性，再根据泵型的使用形式和多种热耗损的研究对比，得出具体的给水泵选择型号和参数指标。利用多角度的比选方式，可以为今后火力发电厂的锅炉运行方式提供参考指标，具有更多可参考的给水泵选型依据。

参考文献：

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