关于600MW空冷机组电动给水泵变工况运行经济分析张丽海

关于600MW空冷机组电动给水泵变工况运行经济分析张丽海

张丽海

【摘要】空调发电机组也被称为风冷系统，其主要通过呈现强制流动状态的空气来获取热源，确保设备的散热功能能够正常发挥。我国不少地区都存在水资源严重缺乏的问题，这些区域设置的规模较大的火力发电厂，大多需要运用空冷机组来实现节水需求，空冷机组本身具有特殊的换热特点。本文以600MW空调机组为例，针对其电动型给水泵的变工况运行情况，展开经济层面的分析。

【关键词】600MW空调机组；电动给水泵；变工况；经济分析

现代电厂如果需要安全稳定地运行，必须有各种先进的辅机设备的支持，给水泵会给火力发电系统的具体工质流动情况带去实质化的影响。针对直接空冷机组，在设定运行方案与选择驱动方式时，需要全面考察实际的运行条件，随着空冷机组的容量增加，耗电量也在不断上涨，需要从经济化的角度对相应的变工况展开研究，形成最为科学的方法，以此来改善热经济性。本文参考600MW空调机组，探讨其运用的电动给水泵的变工况运行情况，获取与经济性相关的信息。

1变工况运行分析

1.1基本变工况分析

如果空冷凝器的迎风面一侧的进口空气温度与风速条件不变，当空冷凝汽器实际凝结的蒸汽量增加之后，建排气压力也会因此而升高，同时环境的温度变高，这种变化趋势也随之变得更加明显。如果进口空气温度不发生变化，将温度数值设定为30℃，可以明确排气压力、风速与凝结蒸汽量几个重点技术参数之间的关系。选择研究的空冷机组为600MW，迎面风速被设置为3.2m/s，考虑到迎面风速先相对偏大，曲线斜率也比较大，当温度与蒸汽流量产生变化之后，排气压力会随之出现幅度更大的变化。根据预设的设计值能够形成相应的数学模型，并展开计算，但是火电厂的实际运行工况相对复杂，存在一定的不可控因素，如果需要形成科学的运行控制方案，必须展开相应的模拟，形成科学化的运行流程，以此来保障火电厂的综合收益。

1.2配置方案分析

目前，按照给水泵的容量划分，电动泵配置方案主要有4种形式，即：3×50%容量的电泵，2台运行1台备用；2×50%容量的电泵，不设置备用泵；3×35%容量的电动泵，不设置备用泵；4×25%容量的电泵，不设置备用泵。前3种配置形式的电泵常见于600MW级容量及以下容量的机组，只有少数1000MW级容量的机组配置4×25%容量的电泵。电动给水泵方案具有系统简单、可靠性高、运行检修维护工作量小等特点，从能源利用效率角度考虑300MW级及以下容量机组多配置电动给水泵。

从目前投运的机组的运行数据，汽动给水泵方案与电动给水泵方案在厂用电率的比较来看，汽动给水泵方案比电动给水泵方案可节约3.3%，所以，汽动给水泵在600MW级及以上容量机组应用更为广泛。汽动给水泵配置方案常见的有以下几种方案：2×50%容量的汽动泵，设置30%容量的电动启动/备用调速/定速泵；2×50%容量的汽动泵，不设置备用泵；1×100%容量的汽动泵，设置30%容量的电动启动/备用定速/调速泵；1×100%容量的汽动泵，不设置备用泵；1×100%容量的汽动泵，取消电动前置泵，将前置泵与主泵同轴布置，并设置30%容量的电动启动/备用定速/调速泵。

给水泵的电动驱动方案和汽动驱动方案各有优劣，电动给水泵耗电量高，能源利用率低，而汽动给水泵初投资大，系统复杂，且运行检修维护的工作量大。近年来，国内外提出一种新型的给水泵驱动形式，即：主汽轮机同轴驱动给水泵技术，该技术又称“主机泵”技术，这种配置方案是将给水泵与主汽轮机同层布置，通过联轴器、变速箱及液力耦合器等装置与主汽轮机相连，以主汽轮机作为驱动机构代替电机或小汽轮机。该系统通常配置2×50%容量的给水泵，设置30%容量的电动启动/备用定速/调速泵或配置1×100%容量的给水泵，设置30%容量的电动启动/备用定速/调速泵。“主机泵”兼备了电动给水泵和汽动给水泵的优点，同时克服了这两种配置方式的缺点，在降低厂用电耗，提高整机效率的同时，减少机组的初投资，使给水系统大为简化，厂房布置更为简单。

1.3传动控制机构分析

形成汽动型与电动型给水泵配置方案，需将启动准备工作做好吧，交流润滑油泵作为动力源来支持运行，主油泵被设置到汽轮机的机头部位，其内部的润滑油在经过射油器之后，能够提供系统所需的运行动力。选择使用“主机泵”设置方案，可将主油泵直接取消，交流润滑油泵负责提供机组所需的润滑油，如果这一装置出现失电的问题，可启用直流油泵，以此继续给相应的系统提供必要的运行动力，应用这一方案时，必须要有效保障油压的稳定性，除了使用直流与交流油泵之外，还需运用蓄能器。

针对水泵应用需求应当设置必要的调速系统，利用涡轮与泵轮形成密闭性的腔室内部循环系统，汽轮机油可以在内部流动，输入轴上设置了泵轮，输出轴上则有涡轮，如果启动泵轮，其将会呈现出旋转状态，泵轮将机油直接甩出，同时来自于电机设备的能量也被输送到水泵中，实现对给水泵的调节，改变小汽轮的原有转动速度之后，给水泵的转动速度也会因受到影响而出现变动。

2经济性分析

进行技术经济比较时，以3台容量为660MW的超临界间接空冷机组为模型，配置3×35%容量的电动泵，不设置备用泵为方案1，1×100%容量的汽动泵，将前置泵与主泵同轴布置，并设置1台30%容量的电动启动/备用定速泵为方案2，“主机泵”按2×50%容量的给水泵，设置1台30%容量的电动启动/备用定速泵为方案3进行分析比较。汽轮机工况为THA工况，机组年利小时数5500h，机组年发电收入差值为0，标煤价为233元/t，上网电价为0.319kW·h，水价为13元/t的条件下进行经济性分析。

机组经济运行年限为20年，采用费用现值比较法对3种方案的机组进行综合性技术经济比较，其中现金折现率取0.07，20年经济运行现金值系数取10.6，计算结果见表1。由表1可以看出，方案2和方案3的综合经济性要好于方案1。小汽轮机同轴驱动前置泵配置方案运行经济性最好，“主机泵”方案经济性居中，电泵方案经济性较差。

3结束语

根据实际的运行经验可知，在不设计备用的泵应用方案时，常规电动泵在被应用的初期不需投入过多的资金，然而其液力耦合器在传递能量时存在效率过低的问题，厂用电率数值比较高，耗煤量也比较大，整体经济性不好；使用汽动泵时，需运用同轴布置的方法来安装主泵与前置泵，同时还需将备用泵设置方案预先制定好，尽管初期需要投入的资金相对比较多，但是用电率不高，耗煤量也比较少，具有良好的经济性。

参考文献

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[3]沈峰,郝飞,谭锐.600MW亚临界空冷机组电动给水泵改造方案探讨[J].发电设备,2017,31(5)：356-359.