600MW机组采用无电泵启动方案探讨.doc

600MW机组采用无电泵启动方案探讨 11（三）集控 王一方 201102053113 摘　要：分析了国内外大机组的给水系统设备配置及运行情况，和传统上水方式存在的问题。为提高电厂安全性和经济性，采用无电动给水泵上水的一个可行的优化方案。 主题词：600MW；无电动泵；给水泵启动 国内、外同类型机组给水泵配置方案： 采用2×50%汽动泵＋1×30%电动调速泵 采用1×100%汽动泵＋1×30%电动调速泵 存在的问题： 电动给水泵系统大机组运行中，尤其是在机组启动阶段，具有极其重要的作用。但是，在机组实际运行中，尤其是在机组的调试阶段，电动泵因故障不能正常投运的情况时常发生。 当机组冷态启动时,从启动电动泵至机组带上一定的负荷(即停止电动泵时)需要很长的时间。在这段时间内，电动给水泵要消耗大量的厂用电。 当汽动泵启动时，暧机、暧泵需要一段时间。因此，在机组负荷150MV之前，若电动泵发生故障，汽动泵不能立即投运，则势必要造成锅炉给水中断，从而使整台机组启动工作失败，使设备的可靠性降低。 解决方法： 机组冷态（或温态）启动时不在启动电动调速泵，而是首先采用除氧器充压法（温态时启动汽动泵的前置泵）向锅炉进水来代替电动给水泵向锅炉上水。 当前置泵无法进一步满足锅炉给水压力的需要时，仍然不启动电动给水泵，而是直接启动汽动主给水（这时给水泵汽轮机气源为高压辅助蒸汽联箱来汽）利用给水泵汽轮机升速暧机的机会进一步提高给水压力，以满足锅炉供水的需要。当负荷升至一定时，进行给水泵汽轮机汽源的切换，即从高压辅助蒸汽连箱来汽切换到四段抽汽直至满负荷。 当机组热态（或极热态）启动时，直接利用高压辅助蒸汽汽源冲转给水泵汽轮机，启动汽动主给水泵上水。 效果： 两种启动方式的节能分析 纯汽泵启动方式与电泵启动方式究竟孰优孰劣，必须有一个比较的平台，电泵消耗的是电能，而汽泵消耗的是蒸汽的热能，这两者必须转换为同一种能量来比较。请看下列所示： a. 电泵能量流动途径： 燃料中的能量→锅炉蒸汽能量→汽轮机机械能→发电机电能→电泵电动机→电动给水泵 b. 汽泵能量流动途径： 燃料中的能量→锅炉蒸汽能量→汽泵小汽轮机→汽动给水泵 可以看出，使用汽泵其能量转换的环节要少于使用电泵，从定性角度分析，转换环节越少，能量的损失越少，使用汽泵要比电泵节能。再从定量角度分析，我们可以通过对比电泵与汽泵在出力相同（即相同给水流量和泵出口压力）的情况下，单位时间内所消耗的能量（即功率）来衡量两种启动方式的能耗大小，从而得出两种启动方式在能耗上的优劣。 (1) 电泵启动方式的能耗:设电泵流量为q时，其电动机电流为I,电压为U，功率因数为COSφ，此种方式的能耗为 E E= U·I·COSφ （1） (2)汽泵启动方式:设汽泵流量为q时，汽泵小汽轮机的蒸汽流量为 q蒸汽，汽泵进口蒸汽的比焓值为，汽泵排出蒸汽的比焓值为 ，根据热力学第一定律，1Kg蒸汽在给水泵汽轮机做的功w =- ，即在单位内时间t内，流量为q蒸汽的蒸汽做的功W为 W=·t·w =·（h1- h2）·t （2） 这就是给水泵汽轮机的功率 S=W/t 所以 S=·（h1- h2）（的单位要使用 Kg·）（3） (3) 两种启动方式的能耗对比公式:设汽泵与电泵的能耗比为K，则 (4)如果 K1,则说明汽泵启动方式较经济，如果 K1,则说明电泵启动方式较经济。 (1)从锅炉上水至锅炉点火升压，再到汽包压力为0.5MPa这个阶段与传统方法相比，利用除氧器压力或用一台小泵（前置泵）代替一台大泵（电动给水泵）完成了锅炉供水任务，节省了厂用电，对节省给水泵的耗电量有利。采用除氧器加压向锅炉上水法可充分利用现有设备，不需要任何改动和投资。 （2)从锅炉点火至机组带上150MW负荷，再到电动泵至汽动泵切换完毕阶段，约需7·5h.传统启动方式采用调速电动泵向锅炉上水，由于液力耦合器的效率在低负荷时比给水泵汽轮机的效率低得多，并且还有机电损失和输变电损失。采用电动给水泵组作工作泵要耗厂用电3842MW．h，改进启动方式后，由于给水泵汽轮机在负荷变化时效率变化较小．又是直接驱动给水泵的，中间能量转换的环节少，辅助蒸汽量计算只有15t左右．按热值折合约为26MW．h．不仅降低厂用电，而且单从能源消耗上比较，采用汽泵组比采用电泵组每次要少耗能量12 - 16MW．h，因而热经济好。 (3）从安全性上分析，由于整个启动过程中，电动给水泵组始终处于备用状态，并且其启动速度非常快，故在开机过程中，对于给水系统来说，用汽动泵组也比用电