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小汽轮机经济性分析

【摘要】现如今火力发电厂是复杂的热力系统，其运行经济性

也是不仅依赖于主机效率，同时还取决于热力系统中所有辅机的配

置和运行方式。本文主要研究了给水泵的原驱动小汽轮机，分析了

国内外大机组采用小汽轮机驱动给水泵的经济合理性，以及对给水

泵驱动方式进行了比较，以便于实际应用。

【关键词】给水泵；汽轮机；经济性

0引言

1）此项分析研究意义和如今和将来必要性

（1）如今发电机组单机容量和蒸汽参数的提高，其热经济性不

仅依赖于机组本身，而且还依赖于热系统中辅机的配置和运行方

式。

（2）除了要求机组在额定工况下有较高的经济性外，同时还要

求汽轮机组适应在变压运行和滑压运行方式下工作。

（3）在发电企业辅机设备中设置独立的与主汽轮机分离的汽轮

机驱动给水泵已逐渐成为大功率机组中应用最多的驱动方式。

（4）给水泵汽轮机的工作汽源在额定工况时，来自主汽轮机的

抽汽，排汽直接进入主凝汽器或自备凝汽器。

（5）给水泵汽轮机与主汽轮机低压缸并联布置，这就有效的增

加了排汽面积，使主汽轮机的排汽损失减小，从而提高了整个热力

系统的热效率。

（6）锅炉给水泵是火力发电厂中耗电最大的辅机之一，并随着

机组参数和容量的不断提高，这一特点显得更为突出。

2）我国以及国外的给水泵应用现状

（1）锅炉给水泵汽轮机是机械驱动用工业汽轮机的一个重要分

支，这是一种变转速，变功率，变（蒸汽）参数、多汽源的汽轮机。

（2）根据调查，300mw及以上大型火电机组用汽轮机驱动给水

泵，其经济性能够显著提高。

（3）国外约有80%以上的发电机组采用小汽轮机驱动锅炉给水

泵的方式。

（4）目前我国也是较多大型机组也采用小汽机驱动给水泵，因

为这样不仅在经济性上能够提高，还由于变速给水泵汽轮机的固有

特性可满足给水泵对可靠性的各种要求变化。

1小汽轮机的驱动与电能驱动的特点介绍

1.1给水泵的驱动方式

电动方式也有两种：一是，定速泵，泵出口流量及压力由调节

阀调节，因耗电多、经济性差，仅作为启动备用泵；二是，调速泵，

依靠液力偶合器来改变转速，以调节泵出口流量及压力。

小汽轮机用辅汽启动临机供汽，根负荷变化汽量变化调节转速，

改变供水量

1.1.1经济性比较

1）电动给水泵在启动时，从静止到额定转速，启动力矩很大，

为适应这个转矩，驱动电机配置容量一般要比给水泵的额定功率大

30%～50%，所以其经济性较差；

2）电动给水泵采用节流的方法来调节给水流量，调节损失较大，

且泵的余量越大，损失越高，这是电动泵不可克服的缺点之一。

3）采用液力耦合器驱动的变速给水泵虽然可以在较小的转速比

下启动，启动转矩较小，但是，耦合器自身也消耗一定的功率高达

15%左右。

4）而汽动泵不需要升速齿轮和液力耦合器，所以也不存在这些

设备的传动损失。

5）小汽轮机的单位容量随着主机容量的增加而增加，其内效率

也相应的提高。

6）从而比液力耦合器驱动获得更为显著的经济效益，采用汽动

调速给水泵不但节约大量的厂用电，而且利用锅炉部分富裕蒸发量

驱动小汽轮机，使供电量增加，相当于主机增容。

（7）采用小汽轮机驱动降低了发电净热耗率，提高了机组运行

效率。

1.2两种驱动方式的热经济性比较

1.2.1热耗是判断汽轮发电机组热力循环和运行情况的主要指

标，以考虑问题的角度不同，它有两种形式，一种称为毛热耗，一

种称为净热耗。对中间再热式机组采用电动给水泵时可通过计算得

出结果。

1.2.2由于实际机组运行情况及电动泵配备情况不尽相同，以

多种电动泵所耗功率的平均值作为计算依据来计算电动方案的净

热耗[5]。对某机组冷凝式汽动方案进行了热力计算，求出了在不

同工况下的净热耗率。同时，根据电动机的平均功率及各机组的原

设计毛热耗率，在考虑了给水在泵中的焓升对主机功率的影响后，

计算出了电动定、变速泵在定压方式下的净热耗率。

1.2.3采用冷凝式汽动方案，热经济性均比采用电动泵要好。

尤其是低负荷时采用定速电动泵机组热经济性下降更多。这主要是

由于定速电动泵不能变速，只能用节流的方法来降低泵的出口压

力，使机组在低负荷运行时效率下降很多。

1.2.4采用汽动方案其热经济性与变速电动泵方案相比