王駿，趙世明

（張家港沙洲電力有限公司，江蘇蘇州215624）

江蘇沙洲電廠二期工程為2×1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。鍋爐給水泵處于火力發(fā)電廠工藝流程的關(guān)鍵地位，是發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中重要的輔助設(shè)備，而給水泵組選型的優(yōu)劣不僅直接影響其自身的安全性和經(jīng)濟(jì)性，更對(duì)整個(gè)發(fā)電廠建設(shè)工程的初期投資和以后的安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)有著重要的影響。故公司專門對(duì)二期工程的鍋爐給水泵選型進(jìn)行了探討。

1 國(guó)內(nèi)外同類型機(jī)組鍋爐給水泵的配置情況

目前，國(guó)外在鍋爐給水泵的配置方面，日本大多數(shù)發(fā)電廠采用2×50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵+1×25%～30%BMCR容量的電動(dòng)給水泵；德國(guó)發(fā)電廠采用1×100%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵+1×35%～40%BMCR容量的電動(dòng)給水泵作為啟動(dòng)和備用泵。也有少數(shù)電廠甚至不配置電動(dòng)給水泵。國(guó)內(nèi)已建或在建的超超臨界機(jī)組的鍋爐給水泵配置情況如表1所示。

2 給水泵組選型的幾點(diǎn)探討

2.1 給水泵組的配置

由于該二期工程是擴(kuò)建工程，可以利用輔助蒸汽作為啟動(dòng)汽源（一期工程單臺(tái)汽輪機(jī)汽輪機(jī)廠用汽工況4抽為40 t/h和2抽60 t/h，可以滿足百萬(wàn)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)汽動(dòng)給水泵的用汽量）。汽動(dòng)給水泵臺(tái)數(shù)和容量的選擇，決定于多種因素。配100%容量汽動(dòng)泵，單泵在機(jī)組40%～100%負(fù)荷范圍，泵與主機(jī)的負(fù)荷相匹配，調(diào)節(jié)比較方便。低于40%負(fù)荷，則切換至備用汽源，也能保證機(jī)組正常運(yùn)行。雖然100%容量泵比2×50%容量泵方案運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高，但由于100%給水泵配套的給水泵汽輪機(jī)目前需要進(jìn)口，且需要配套單獨(dú)的凝汽器、真空泵、凝結(jié)水泵等輔助設(shè)備，總體上100%給水泵汽輪機(jī)組比2×50%給水泵汽輪機(jī)組投資多約3000 萬(wàn)元。配2×50%容量汽動(dòng)泵的優(yōu)點(diǎn)是，一臺(tái)汽動(dòng)泵組故障時(shí)仍能帶50%負(fù)荷運(yùn)行。給水泵的可靠性對(duì)機(jī)組運(yùn)行影響極大，考慮到國(guó)內(nèi)外已運(yùn)行的1000MW機(jī)組大都采用2×50%汽動(dòng)給水泵配置方案，建議配置2×50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，不配置電動(dòng)給水泵?？晒?jié)約一次性投資約3000 萬(wàn)元（包括地基處理、基礎(chǔ)土建、電動(dòng)給水泵組、管道閥門、電氣元件、起吊設(shè)施和設(shè)備安裝等費(fèi)用）；可使高廠變電容量大幅減小，變電設(shè)備及其附屬的高壓開關(guān)等費(fèi)用大大降低；還可省去生產(chǎn)期間的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。

表1 已建或在建超超臨界機(jī)組鍋爐給水泵配置情況

2.2 汽泵前置泵的布置方案

汽泵前置泵的布置有2種，一種是前置泵布置于0 m層，有單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；另一種是前置泵與給水泵平行軸布置，即前置泵布置于運(yùn)轉(zhuǎn)層，汽動(dòng)給水泵組包括1臺(tái)由汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鍋爐給水泵和1臺(tái)前置泵，前置泵由汽輪機(jī)另一端或給水泵的非驅(qū)動(dòng)端輸出軸通過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)，該法比較安全經(jīng)濟(jì)。2種方案的比較見表2。

表2 前置泵單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和同軸布置的比較

汽泵前置泵與給水泵同軸布置方案運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性計(jì)算（以汽輪機(jī)THA工況計(jì)算）如下。

汽泵前置泵功率。按0.788MW記（上海電力修造廠數(shù)據(jù)），給水泵汽輪機(jī)汽耗率：4.8 kg/（kW·h）（杭州汽輪機(jī)廠三菱技術(shù)數(shù)據(jù)）；給水泵汽輪機(jī)內(nèi)效率：82.6%（杭州汽輪機(jī)廠三菱技術(shù)數(shù)據(jù)）；汽輪機(jī)四抽蒸汽的焓：3185 .9 kJ/kg（上海汽輪機(jī)廠數(shù)據(jù)）；汽輪機(jī)的排行焓：2313 .5 kJ/kg（上海汽輪機(jī)廠數(shù)據(jù)）；機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)數(shù)：5500h。

汽泵前置泵由給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)后，運(yùn)行1年節(jié)約用電量為：788×5500×4=1733.6萬(wàn)kW·h。

運(yùn)行一年節(jié)約的費(fèi)用：1733 .6×0.4108 =712.16萬(wàn)元/年（其中：0.4108 為2008年江蘇省脫硫燃煤機(jī)組的上網(wǎng)電價(jià)）。

給水泵汽輪機(jī)增加的汽耗量：

對(duì)應(yīng)的有效焓降：

折算成鍋爐消耗的標(biāo)煤量是：8.677×108/（29.27×0.935×0.99×0.451）=7029 .97 t（其中：鍋爐的熱效率為0.935，管道效率為0.99，全廠熱效率為0.451）。

全年增加的燃煤費(fèi)用：7029 .97×610=428.83萬(wàn)元（其中：標(biāo)煤按照610元/t計(jì)）。

可以得出，前置泵由給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)每年可以產(chǎn)生利潤(rùn)：712.16-428.83=284.33萬(wàn)元。設(shè)備壽命按照30年計(jì)，可產(chǎn)生8529 .9萬(wàn)元的利潤(rùn)。

綜上所述，如果汽泵前置泵采用給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，可節(jié)約用電，并可產(chǎn)生284.33萬(wàn)元/年利潤(rùn)；在工程建設(shè)方面，可省去4臺(tái)前置泵電機(jī)、檢修起吊設(shè)施、相關(guān)電氣設(shè)備等投資。故建議采用給水泵汽輪機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)給水泵和前置泵的方案。

3 國(guó)內(nèi)超超臨界機(jī)組鍋爐給水泵選型情況

鍋爐給水泵作為發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的核心動(dòng)力設(shè)備，其設(shè)計(jì)精密，加工工藝要求極高，與大容量高參數(shù)的超超臨界機(jī)組配套的給水泵更是如此。因此，國(guó)際上能夠生產(chǎn)給水泵的廠家不多，最著名的是美國(guó)福斯（BJ品牌）、德國(guó)凱士比（KSB）、瑞士蘇爾壽（SULZER）、英國(guó)威爾（WEIR）以及日本的EBARA、日立、三菱等。目前國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)600MW機(jī)組以上鍋爐給水泵的企業(yè)有上海電力修造總廠（SULZER泵芯）[1]、上海KSB有限公司、沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司（原沈陽(yáng)水泵股份有限公司）、荏原博泵泵業(yè)有限公司等，或從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)或與國(guó)外公司合作生產(chǎn)。給水泵泵芯均為原裝進(jìn)口。國(guó)內(nèi)超超臨界機(jī)組鍋爐給水泵選型情況如表3所示。

表3 國(guó)內(nèi)超超臨界機(jī)組鍋爐給水泵選型情況

可見，前期超超臨界機(jī)組都選用了全進(jìn)口的給水泵，而后期工程大部分選用國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品，由于核心部件采用了進(jìn)口泵芯，其產(chǎn)品的總體品質(zhì)和運(yùn)行可靠性與全進(jìn)口產(chǎn)品無(wú)明顯差別?？梢钥紤]采用進(jìn)口泵芯、國(guó)內(nèi)成套的方式進(jìn)行給水泵招標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建議公司二期工程采用2×50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，不配置電動(dòng)給水泵,汽泵前置泵與給水泵由給水泵汽輪機(jī)平行軸驅(qū)動(dòng)。為降低一次性投資，建議選用國(guó)內(nèi)知名企業(yè)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的給水泵，完全符合安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情的電力建設(shè)總方針。

[1] 上海電力修造廠有限公司.1000MW機(jī)組HPT給水泵[S].2009.