火力发电厂锅炉给水泵选型方案比较

白小健

摘 要：通过分析大容量火力发电厂锅炉给水泵的配置方案，对新建和扩建大型火电机组给水泵的选型配置提出建议，探讨大容量火力发电厂给水泵最优的配置方案。

关键词：火力发电厂；锅炉给水泵；选型

锅炉给水泵是发电厂最重要辅机之一，国外有名的给水泵制造商都有600MW及以上等级机组配套的100%容量给水泵的投运业绩。电厂辅机中，锅炉给水泵投资占较大比重，锅炉给水泵功率很大，运行费用较高，给水泵驱动型式的合理选择会对发电厂造价和安全经济运行起较大作用。给水泵选型也将直接影响热力系统设计和主厂房的布置格局。本文将结合国内大容量火电厂的给水泵选型及制造厂的技术能力及特点、对锅炉给水泵的配置方案进行综合评估，探讨大容量火力发电厂锅炉给水泵最优的配置方案。

1 配置方案的比较

1.1 大容量火电厂机组给水泵组主要有以下几种配置方式：

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

1.2 电动泵与汽动泵的分析

对于电动泵方案，600MW超临界机组单台给水泵流量约1110t/h，扬程约3200m，水泵的轴功率为10500kW，50%容量的电动调速给水泵电动机足功率为12800kW，这种电动机制造难度非常大，对电动机偶合器的要求比较高。目前还没有液力耦合器可适用于600MW超临界机组50%容量电泵，如采用行星齿轮调速装置型式的耦合器，价格很昂贵，初始投资太大，因此对方案一和方案二的50%容量电动泵方案，将不考虑采用。

对于汽动泵方案：给水泵汽轮机排汽采用的是自带凝汽器的独立间接空冷系统，间接空冷系统造价高，占地面积比较大，冬季防冻性能差，不推荐采用汽轮机排汽系统为自带凝汽器独立间接空冷系统的给水泵。因此方案三不宜采用。

1.3 汽动给水泵台数分析

1.3.1 经济性比较

100%容量汽动给水泵与50%容量汽动给水泵方案相比，系统比较简单，机组热耗也较低，在阀门全开工况、汽轮机热耗保证工况、最大连续功率工况、汽轮机额定工况下，600MW机组采用50%容量方案与100%容量方案，其小汽机均可保持较好内效率，设计工况在83%以上；在75%、78%THA工况下，50%容量方案的小汽机内效率可分别保持在75%～80%和70%～78%，100%容量方案的小汽机内效率分别在70%～78%和60%～70%。由此可见，对于经常带基本负荷运行的机组，采用100%容量汽动给水泵有利于提高机组的经济性。但一旦100%容量汽动给水泵组发生故障，如果机组不具备启动功能和备用功能的电动给水泵，就只能靠电泵维持低负荷运行。

采用50%容量汽动给水泵方案，机组运行方式比较灵活。如果有1台汽动泵组发生故障解列，另1台汽动给水泵还可以运行，并使机组可维持较高负荷运行，这样使电厂经济性有较大提高。

1.3.2 热耗比较

主机驱动方案与独立小汽机驱动方案的热耗对比见表1。表1中，TMCR为汽轮机最大连续功率。由表1可以看出：主机驱动方案汽轮机的热耗值比独立小汽机驱动方案低，而且随负荷降低而增大；机组年利用小时数越低，热耗值相差越大。

1.3.3 方案投资比较

单台机组主机驱动方案与独立小汽机驱动方案的投资比较如表2所示。从表2中可以看出，主机驱动方案的固定投资总计比独立小汽机驱动方案增加972.3万元。

1.3.4 行维护费用比较

单台机组主机驱动方案与独立小汽机驱动方案的运行维护费用对比如表3所示。从表3中可以看出，主机驱动方案运行维护费用较低，随机组年利用小时数增大，运行维护费用减小。按工程实际运行时间，主机驱动方案每年可节省运行维护费用145.7万元，经济效益有显著改善。

1.3.5 回收年限比较

计算时，年利率取6.12%。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10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850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12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。

1.4 电厂无电泵启动安全性和经济性分析

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，对电厂节能减排有很大推动作用。

综上所述，将不采用电动泵启动，故不考虑方案五。

2 结论

本文针对大容量火电厂给水泵的选型的探究，通过对主流给水泵的比较，给出了未来发展的趋势，即100%容量汽动给水泵。通过对给水泵选型的方法比较，给出了具体给水泵选型方法和具体的泵的参数和型号，为以后此类大容量火电厂的给水泵选型探索了一条路，提供了一种可行的经验。

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