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350MW直接空冷机组给水泵配置分析 　　摘 要：根据某电解铝企业自备电厂的设计条件，通过技术分析和经济性比较，结合自备电厂的特殊性，提出了给水泵配置的推荐意见。 　　关键词：空冷；给水泵；配置分析 　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.243 　　1 概述 　　近年来，随着国际铝价的持续走低，电解铝企业的盈利能力不断下滑，其中用电成本是对铝企业最大的挑战。不少电解铝企业开始考虑建设自备电厂，来应对这一危机。350MW机组因技术成熟，国内运行经验丰富，造价较低等因素，成为铝企的首选。国内某内陆电解铝企业计划建设4台350MW直接空冷机组，给水泵作为电厂的用电主要设备，对电厂长期安全、经济运行起着至关重要的作用。 　　按照GB 50660-2011《大中型火力发电厂设计规范》[1]，300MW级直接空冷机组的给水泵的配置不宜少于2台，单台容量应为最大给水消耗量50%的调速电动给水泵。随着汽动给水泵技术的发展和运行水平的提高，为了降低厂用电率，部分电厂在空冷机组中也采用汽动给水泵。本文根据某工程的设计条件，通过对不同给水泵配置方案进行对比分析和经济性比较，提出合理配置方案。 　　2 空冷机组给水泵配置方案 　　对于电解铝企业，机组的稳定运行至关重要，一旦停机将会带来极大损失，因此，配置一台50%容量备用电动给水泵是有必要的。针对给水泵的不同驱动方式，有如下三种配置形式： 　　（1）3台50%电动给水泵； 　　（2）1台100%汽动给水泵（排汽至主机空冷系统）+1台50%电动给水泵； 　　（3）1台100%汽动给水泵（设置独立间冷系统） +1台50%电动给水泵。 　　2.1 3台50%电动给水泵 　　空冷机组采用电动给水泵，运行灵活、简单可靠、检修维护工作量小、整体寿命长，且给水系统与主机排汽系统是两个独立的系统，不受主机背压变化的影响，电动给水泵由液力偶合器进行调速，以满足机组启动和各种工况的需要。但是该方案厂用电率较高。 　　2.2 1台100%汽动给水泵（排汽至主机空冷系统）+ 1台50%电动给水泵 　　直接空冷机组采用汽泵，如果小汽机排汽直接进入主机空冷系统，则小汽机也必须是高背压、变背压的汽轮机。由于空冷系统对气温和风速的敏感性增强，主机正常运行背压变化范围大，要求小汽轮机调速系统具有较宽的调速范围，稳定灵活的调速特性。 　　在夏季，由于主机背压高，要维持一定的功率，则主汽轮机需加大进汽量，而小汽轮机为维持给水泵所需的功率，也必须加大进汽量，出现了小机与大机争夺汽量的问题[2]，并且加大对空冷装置容量的要求，在非正常工况，不利风向的风速引起背压突升的瞬变过程中，小机调速系统很难维持给水泵所需的功率变化要求，扩大了整机瞬态过程的不安全性。 　　锅炉给水泵要求给水泵汽轮机运行在高转速、大范围的变转速、双汽源、变进汽参数等不利条件下。如果给水泵汽轮机采用直接空冷，则背压将更高，末级变工况范围更大，尾部运行条件更加恶劣，使得给水泵汽轮机的设计难度加大。 　　目前国内小机直排主机直接空冷系统只在山西大唐国际临汾热电公司2×300MW空冷供热机组工程中投产应用。 　　对直接空冷方案汽动给水泵汽轮机的设计充分考虑以下几点： 　　（1）给水泵汽轮机有足够的通流能力，以确保给水泵汽轮机在高背压下仍能满足出力要求。 　　（2）转速变化率足够大，以适应给水泵转速变化率大的特点。 　　（3）允许足够高的排汽温度，使之与主汽轮机较高的报警背压及停机值相匹配。 　　（4）调节系统设计中，重点考虑其快速响应能力以及由于频繁动作而引起的系统安全可靠性问题。 　　通过对直接空冷机组给水泵汽轮机排汽直接进入主机排汽系统进行的研究分析，在定功率和定主汽流量下给水泵汽轮机及锅炉相关系统可以适应汽轮机背压的变化带来的影响，但不应过分强调空冷机组夏季满发。同时，加强空冷机组运行特点的研究，按照空冷机组的特点进行负荷调度。 　　总之，该方案运行业绩少，运行风险相对较高，对运行人员的经验水平提出了更高的要求。 　　2.3 1台100%汽动给水泵（设置独立间冷系统） +1台50%电动给水泵 　　该方案需要单独为给水泵汽轮机设置一套冷却系统，小机运行较为安全，但是需要增加投资，系统复杂，同一台机组存在大机直冷、小机间冷和辅机冷却水湿冷三套冷却系统，增加电厂运行难度。 　　国内小机采用单独间接空冷系统也有投入商业运行的业绩，华能铜川一期2x660MW机组工程以及灵武二期2x1000MW机组均采用小机单独自然通风间接空冷系统，目前均已投入商业运行。 　　3 经济性比较 　　3.1 运行费用对比 　　通过对以上三种方案的热耗指标进行分析，估算出每种方案的煤耗，进而进行经