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摘 要：針對350MW級空冷供熱機組的設(shè)計參數(shù)及運行條件，對機組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機的排汽冷卻方案進行了分析與比較。結(jié)果表明小汽機直接空冷比間接空冷運行可靠性略高。給水泵配置方案一較方案二初投資低，經(jīng)濟效益突出。因此，采用方案一（1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵），小汽輪機排汽采用直接空冷運行方案可提高運行經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：350MW空冷供熱機組 給水泵 小汽機 技術(shù)經(jīng)濟性

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0046-02

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，在富煤缺水地區(qū)建設(shè)空冷電站，發(fā)展大容量空冷機組對我國火力發(fā)電行業(yè)節(jié)約水資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著深遠的意義[1-2]。隨著機組容量和參數(shù)的提高，被稱為電廠“心臟”的給水泵功率增加很快。耗電率越來越高，對機組上網(wǎng)電量的影響也越來越大[3]。因此，給水泵的合理配置是空冷設(shè)計技術(shù)的重要組成部分，其配置方案的重要性日益顯現(xiàn)[4-5]。

內(nèi)蒙古泰恒能源有限責(zé)任公司2×350MW低熱值煤超臨界空冷供熱機組工程設(shè)計中，鍋爐給水泵是電廠的主要輔機設(shè)備之一，其投資在全廠輔機中占有較大的比例。給水泵的功率較大，合理選擇直接空冷機組的給水泵驅(qū)動型式，盡量降低工程造價和運行費用，使業(yè)主得到最大收益是電廠設(shè)計的主要任務(wù)之一。該文認(rèn)真分析研究了空冷機組的設(shè)計運行條件，經(jīng)過充分的技術(shù)經(jīng)濟比較，對該工程給水泵的配置方案提出了推薦意見。

1 給水泵組的配置方案

目前，已經(jīng)投運的濕冷300MW機組多采用汽動給水泵，也有采用電動給水泵的。電動給水泵在系統(tǒng)簡單、運行靈活、控制簡便、設(shè)備維修量小、主廠房布置靈活等方面皆比汽動給水泵要好，這已有定論。以往直接空冷機組配置電動給水泵為多。汽動給水泵雖然系統(tǒng)較復(fù)雜一些，但眾多電廠運行的實際情況表明，濕冷小機安全可靠性不存在問題，不再贅述。

直接空冷機組若配置汽動給水泵，小汽輪機的排汽去向有以下方式：一種是直接排入主機的空冷凝汽器；一種是排入獨立的濕冷凝汽器（或機力通風(fēng)冷卻塔）；一種是排入間冷凝汽器。根據(jù)國家電力規(guī)劃設(shè)計院的要求，北方缺水地區(qū)火電機組的耗水指標(biāo)要控制在0.12立方米/秒·百萬千瓦以下。若小汽機采用濕冷型式，機組的耗水指標(biāo)為0.14立方米/秒·百萬千瓦，超過了控制指標(biāo)，方案是不可行的。小汽輪機配獨立的間冷凝汽器的方案是可行的，但此方案要單獨為給水泵汽輪機建設(shè)一套間接空冷系統(tǒng)，系統(tǒng)較為復(fù)雜，且間冷塔占地較大，增加工程的初投資費用。小汽輪機的排汽直接排入主機排汽裝置、與主汽輪機排汽一并進入直接空冷凝汽器的方案（以下簡稱直冷小機），無需冷卻水，因而不存在蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污損失，耗水指標(biāo)最低，更符合空冷機組節(jié)水宗旨。同時該方案系統(tǒng)是最簡單的，直接空冷凝汽器面積增加很少（但并不增加占地面積），經(jīng)濟性好。

參照常規(guī)工程的配置方案，確定該工程給水泵參比方案為：

方案一：1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵，小汽輪機排汽采用直接空冷；方案二：3×50%B-MCR電動調(diào)速給水泵。

2 兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟分析

2.1 初投資比較

通過兩種方案對主機和輔機設(shè)備影響，主廠房管材耗量以及主廠房指標(biāo)及設(shè)備布置，控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，這幾個方面進行比較。

對主機設(shè)備影響方面，電泵方案和汽泵方案的鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量均為1215t/h，兩方案汽機和鍋爐的容量都沒有發(fā)生變化。同時由于小汽輪機的排汽直接進入主機空冷裝置，空冷島的凝汽量略有增加，空冷島冷卻面積也相應(yīng)增大?？绽鋶u主體投資也會相應(yīng)增多，大致認(rèn)為對主機設(shè)備無影響。對輔機設(shè)備的影響方面，由于兩方案鍋爐蒸發(fā)量相同，相應(yīng)的鍋爐輔機容量不發(fā)生變化；給水泵容量不變；汽輪機凝汽量基本不變，凝結(jié)水泵容量不變。主廠房管材耗量以及主廠房指標(biāo)及設(shè)備布置方面工程量并沒有增加，只有高壓給水管道因汽泵布置在運轉(zhuǎn)層較電泵方案減少的連接管道工程量。通過實際工程的綜合比較，兩方案發(fā)生的工程量相差無幾。控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)方面，汽泵方案與電泵方案相比控制點數(shù)較多，但由于增加的控制電纜等級較低，增加費用大致為幾萬元，可忽略不計。對照300MW級機組選用電泵或汽泵方案高壓廠用電電壓均采用6 kV一級電壓，對電氣廠用電設(shè)備等級沒有影響。汽泵方案和電泵方案的初投資比較具體見表1。由表中可見，在鍋爐蒸發(fā)量不變的前提下，兩臺350MW直接空冷機組汽泵方案的初投資較電泵方案低3168-3100=68萬元。

2.2 運行費用比較

2.2.1 煤電費用對比

汽動給水泵方案由于給小汽輪機供汽使主汽輪機進汽量增大、鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量加大，汽輪機熱耗增加，耗煤量增加；但由于沒有電動給水泵的廠用電量這一部分，實際對外供電量大。而電動給水泵方案雖然鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量比汽動給水泵方案要小，汽輪機熱耗較低，耗煤量較少；但因為實際廠用電量加大，對外供電總量減少。詳見表2?？梢钥闯觯豪碚撚嬎愕钠梅桨副入姳梅桨改旯╇娏慷?，年售電費為2676.84萬元。但汽泵方案比電泵方案每年多耗煤所發(fā)生的費用為1192.85萬元。

關(guān)于電動給水泵與汽動給水泵日常檢修維護費，沒有確切的統(tǒng)計資料，但汽動給水泵系統(tǒng)較電動給水泵復(fù)雜，汽動給水泵組日常檢修維護費高于電動給水泵組。據(jù)有關(guān)資料介紹，單臺機組日常檢修維護費約為每年70萬元，兩臺機組每年140萬元。

2.2.2 運行費用比較

根據(jù)表3總結(jié)的電泵和汽泵方案費用及效益比較數(shù)據(jù)，可以得出如下結(jié)論。初投資方面：在鍋爐蒸發(fā)量不變的前提下汽泵較電泵投資約少68萬元。運行費用和效益方面：汽泵方案的年消耗標(biāo)煤費、年運行維護費總計比電泵高出1332.85萬，計算出的汽泵方案比電泵方案每年多賣電2676.84萬元，兩者相抵后，加上汽泵方案初投資較電泵方案節(jié)省的68萬元費用。汽泵方案比電泵方案每年收益高1411.99萬元。

3 結(jié)語

該文針對350 MW空冷供熱機組的設(shè)計參數(shù)及運行條件，對機組給水泵的配置方案和給水泵汽輪機（小汽機）的排汽冷卻方案進行了分析與比較。兩種給水泵配置方案綜合比較歸納如下。

（1）電動給水泵方案系統(tǒng)簡單，汽動給水泵方案系統(tǒng)復(fù)雜，運行維護工作及費用較高。

（2）兩方案初投資費用比較，電泵方案投資低，汽泵方案較高。

（3）汽泵方案與電泵方案相比，年凈收益多1411.99萬元，經(jīng)濟效益突出。

因此，推薦該工程給水泵采用1×100%B-MCR汽動給水泵+1×30%B-MCR啟動用電動給水泵，小汽輪機排汽采用直接空冷。

參考文獻

[1] 李潤森，孫即紅.300MW空冷機組給水泵配置的研究[J].動力工程，2006，26（2）：171-179.

[2] 王偉虎.2×300MW級空冷機組給水泵配置淺析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟， 2010，20（24）：188-189.

[3] 趙恩嬋，劉利，俞保國.300MW直接空冷機組給水泵配置及其汽輪機排汽冷卻方案研究[J].熱力發(fā)電，2010，39（12）：65-67.

[4] 王堅.1000MW級空冷機組給水泵配置選型探討[J].電力建設(shè)，2007，28（6）：41-44.

[5] 趙紅斌，楊德榮，馮宇亮，等.直接空冷機組給水泵配置方案[J].電力建設(shè)，2013，34（1）：70-74.endprint