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浅谈100%汽动给水泵在1000MW二次再热机组的应用
1摘要
为了能进一步降低机组热耗，越来越多的1000MW二次再热机组采用100%汽动给水泵配置，同时也把汽泵的可靠性和重要性提高到等同于汽轮机水平。相比于1000MW一次再热机组100%容量汽动给水泵组，二次再热全容量泵组的设计容量减低约10%，但设计扬程也提高约10%，泵组轴功率需要也整体提高10%；而相比于1000MW二次再热机组2x50%容量汽动给水泵组，二次再热全容量泵组的设计容量翻倍，设计扬程一致，泵组轴功率需要也整体提高100%。本文从100%容量汽动给水泵组在1000MW二次再热机组上的应用进行分析和研究，为同类型机组提供参考。
关键词：1000MW二次再热；100%容量汽动给水泵；经济性；可靠性；
2设备概况
某二次再热电厂每台机组配置一台100%B-MCR容量、变速、卧式、型号为SD（Z）91/84/10汽动给水泵组，最大功率为45MW，布置在汽机房8.5m层主机机头方向侧，前置泵与给水泵同轴布置。小汽轮机双出轴，给水泵由小汽轮机直接驱动，前置泵由小汽轮机通过减速箱驱动。小汽轮机是单缸、反动、双流、纯凝汽式、外切换，转子为整锻结构优质中碳铬钼钒钢锻造而成。转子上共有19级叶片，第1级为单调节级，后有2×9级压力级。
给水泵汽轮机汽源有高压汽(二次冷再)和低压汽(五段抽汽和辅汽)。正常运行时由汽机中压缸五段抽汽供汽。启动过程中可用辅汽汽源，低负荷期间，二次冷再热蒸汽作为备用汽源供小机用汽。小机排汽至小汽轮机的凝汽器。
3100%容量汽动给水泵的应用情况
自2019年机组投产以来，100%汽动给水泵在机组运行情况较为良好，但也产生一些问题，主要与由于汽泵本身容量大、轴系较长、地基下沉等因素造成。下面结合一些实际情况分析一下100%容量汽动给水泵在应用中的可靠性与经济性以及运行中出现的各种问题原因和解决方法。
4100%容量汽动给水泵技术可靠性分析
二次再热1000MW机组100%容量汽动给水泵在设计容量、设计扬程、运行转速上都有所提高，在当今世界给水泵及配套小汽轮机的设计、制造水平下，对于1000MW容量机组的1×100%容量方案，经了解，完全采用国产技术的泵厂均没有100%容量给水泵设计方案，因此不能采用完全国内生产制造的产品，需要采购SULZER(苏尔寿)、KSB(凯士比)、EBARA(荏原)等厂商的全进口或进口组装产品。
SULZER公司在二十世纪八十年带与美国电力研究会合作，进行了大容量锅炉给水泵可靠性研究，其研究成果已广泛应用在当今的锅炉给水泵设计中。所选泵型采用整体式芯包，所有水力部件、出口端盖、轴承和密封为一整体，检修时芯包可从外筒体中整体抽出，维护非常方便。整体式芯包设计可有效减少停机时间。外筒体由高强度合金钢整体锻造，无堆焊，适应机组的快速起停和负荷变化，有利于长期稳定运行。采用平衡鼓式平衡装置，无轴向接触的危险，应于机组起停和负荷变化过程。
5100%容量汽动给水泵经济性分析
100%全容量和50%半容量汽动给水泵组各工况效率
工况名称
100%THA
75%THA
50%THA
40%THA
1x100%全容量
泵效率%
87.07
83.49
75.75
71.32
2x50%半容量
泵效率%
85.96
82.44
74.35
70.82
由上表可见，采用100%全容量汽动给水泵组效率略高。如负荷低于50%以下时，2×50%容量配置方式采用单泵运行模式，泵组运行效率则可优于100%全容量汽动给水泵组。但实际运行中，为便于机组及时升负荷，往往会将双泵投入运行，使双泵始终保持在可用状态，因此100%全容量汽动给水泵组的实际运行效率总是优于50%容量泵的。
1×100%容量给水泵组方案，相比2×50%容量给水泵组排主机凝汽器方案，两台机组初投资增加450万元，但每年可节省费用236万元，按照机组经济运行年限20年，20年折现收益为2590万元，总收益为2140万元。
6100%容量汽动给水泵运行情况分析
6.1流量特性曲线过陡问题
100%汽动给水泵运行过程中，机组常常会遇到的问题就是在600MW-750MW升降负荷过程中，由于主汽门前压力变化幅度太大，由于汽泵的阀门重叠度不够，会产生给水流量急剧摆动的情况，这时，可以通过手动开启汽泵再循环来增加给水泵的出力来恢复给水流量正常。这也是100%汽动给水泵在1600t/h附近容易产生的问题之一，主要是汽泵的阀门重叠度不够和汽泵的给水流量特性曲线过陡引起的。一般可以通过调整进汽阀门的开度特性来缓解，在对运行中，对汽泵再循环进行提前介入调整，打开再循环调阀，增加该工况下的给水流量，以解决这个区间下的给水流量过陡问题。在实际运行过程中，由于控制得当，该问题产生的异常基本得以消除。但是
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