姚孟1号机组改造工程给水泵驱动方式的选择

　　姚孟1号机组改造工程给水泵驱动方式的选择王成立（河南省电力设计院，郑州市，450007）案，进行了分析对比。从机组运行经济性、运行安全可靠性、年运行维护费用、改造投资和机组调峰性能等各方面综合考虑，电动调速泵方案占有明显的优势。因此，推荐选用电动调速泵方案。

　　5+2：文章编号：1000- 1问题的提出姚孟发电有限责任公司1号机组是我国第1台300MW亚临界、中间再热、凝汽式汽轮发电机组。

　　该机制造于1971年，1975年9月并网发电。汽轮机为N300?165/550/550型、四缸四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机组。设计通流量935t/h主、再汽温570实际运行主、再汽温545°C.给水系统配置2台50汽动给水泵和1台50电动调速给水泵。回热系统配置3台高加、4台低加、1台除氧器。驱动给水泵小汽机的主汽来自中压缸抽汽，抽汽参数为0.47MPa、293C经过25年的运行，该汽动泵存在以下问题：（1）小汽机内效率低，液调系统迟缓率大且稳定性差；（2）给水泵效率低，运行可靠性差；（3）该小汽机没有配置备用汽源，在机组低负荷运行时，由于抽汽压力、流量的变化，汽动给水泵无法满足锅炉给水的需要，限制了机组的调峰能力。

　　鉴于上述原因，提出了给水泵的改造方案。本文仅对给水泵驱动方式的改造方案进行探讨。

　　2改造方案给水泵驱动方式的改造方案有2种：即电动机驱动和小汽机驱动。

　　2.小汽机驱动方案（即汽动泵方案）保持主机回热系统不变，给水系统仍保留2台50汽动给水泵和1台50电动调速给水泵。拆除原小汽机、小汽机本体附属设备、凝汽器和小汽机本体有关管道。保持原机进汽参数不变，充分利用原小汽机基础。驱动给水泵的小汽机及其附属设备按照原机型号进行更换（小汽机排汽仍单独排至小汽机凝汽器）小汽机本体有关管道重新设计安装；小汽机控制系统改为电调，减小控制系统的迟缓率，提高小汽机运行的安全性、稳定性；增设小汽机备用汽源，以使小汽机在低负荷时能够正常运行，满足机7顾本文，等。云南风能资源的特点。太阳能学报，2000.电力建设组调峰的需要。An?因主机抽汽供小汽机而少发的功率，2.2电动机驱动方案（即电动调速泵方案）kW.给水系统配置3台50电动调速给水泵。拆除原小汽机、小汽机本体附属设备、凝汽器和小汽机本体有关管道。在原小汽机位置布置电动调速给水泵，按照电动调速给水泵基础要求，对小汽机基础进行改造，重新设计安装2台给水泵的电动机和液力耦合器，彻底改善1号机组给水系统的运行情况。

　　3给水泵2种驱动方案的比较3.1主机净输出功率的对比计算采用定流量法，假定主机的主、再热蒸汽初、终参数相同，给水温度及其蒸汽流量均相等，则蒸汽通过汽轮发电机所发出的总功率N总（无小汽机抽汽工况）是相等的。在此条件下，如果采用小汽机比带有液力耦合器的电动机能够使机组输出净功率N净有所增加，则表明采用小汽机驱动给水泵方案是经济的；反之，则表明采用电动机驱动给水泵方案是经济的。给水泵2种驱动方案在可比的等同条件下主机净输出功率的计算如所示（实线为汽动泵方案，虚线为电动调速泵方案）。

　　主机净输出功率的计算示意。1.2采用电动调速泵方案时主机的净输出功率N净=N总一An电动An电动N汽泵N汽泵=一电能传递综合效率；发电机效率；一变压器及输电效率；一电动机效率；机械效率；一升速齿轮效率；液力耦合器效率；小汽机机械效率；一蒸汽从小汽机入口至小汽机排汽口的有效焓降，kJ/kg. 3.1.32种驱动方案的主机净输出功率之差An净=n净一n N汽泵以上海汽轮机厂为例（计算取值来自于上海汽轮机厂提供的热平衡图）：小汽机在额定工况下的驱动功率：N小汽机机械效率：：=0.9 8主机抽汽口至主机排汽口有效焓降：3.1. 1采用汽动泵方案时主机的净输出功率n净=n总一An主机抽汽自小汽机入口至小汽机排汽口有效焓降：将数据代入An净公得：An净=由此可见，汽动泵方案与电动调速泵方案相比姚孟1号机组改造工程给水泵驱动方式的选择较，前者可使主机净输出功率增加258.4kW，增加比例约为0.086. 3.1.4机组热经济性分析由上述计算可知，两方案的机组热经济性没有太大的差别。上述分析中，为了简化计算忽略了影响汽动泵方案经济性的2个因素：（1）小汽机蒸汽管道存在的压损和一定量的散热损失；（2）小汽机油系统中电动装置等耗电（0~100kW）3.2改造投资分析3.2. 1汽动泵方案2台新小汽机本体及其附属设备的设备费、安装费：1198万元。小汽机本体有关管道（如本体主蒸汽、汽封、疏水等管道）材料费、安装费13万元。

　　3.2. 2电动调速泵方案2台电动机、液力耦合器的设备费、安装费：403万元。高压厂变系电厂新更换设备，其容量能够满足选用电动泵时所增电负荷的要求，本次高压厂变不进行更换。

　　由此可以得知：采用电动泵方案比采用汽动泵方案少投资808万元。从改造投资方面来分析，电动泵方案投资明显优于汽动泵方案。

　　3.2.3投资分析中未考虑的几个因素两方案均需发生的改造费用在此不予考虑。对于汽动泵方案未考虑下列因素：（1）小汽机凝汽器的改造费；（2）小汽机增加高压主蒸汽备用汽源管道、阀门等的材料费、安装费。

　　对于电动调速泵方案未考虑下列因素：（）因安装电动机、液力耦合器需对小汽机基础改造费用；（2）因增设电动机引起增加高压柜2面及高压电缆费用。

　　3.3对机组调峰的影响由于1号机组现服役的小汽机无备用汽源，当主机负荷低于240MW时，主机低压缸抽汽参数（压力、温度、流量）已不能满足小汽机的进汽参数要求，这样，严重限制了1号机组的调峰能力。为了适应机组调峰的需要，提高机组的调峰能力，需对给水泵的驱动方式进行改造。

　　在保持回热系统不变的条件下，按照上海汽轮机厂提供的热平衡图计算，在主机负荷为额定负荷时，小汽机驱动给水泵方案机组热耗比电动机驱动给水泵方案机组热耗低29.8kJ/（kW.10；在主机负荷为80时，前者比后者低9.°h）；在主机负荷为60时，前者比后者高0.8kjAkW4），热耗基本相当；当主机负荷低于60时，前者比后者要高，即主机在低负荷下运行时，小汽机的效率下降较多，小汽机驱动给水泵方案运行经济性差于电动机驱动给水泵方案。

　　另外，在汽动泵方案中，汽动泵在启动及机组低负荷运行时原有抽汽不能满足机组运行要求，供小汽机的汽源需切换至高压蒸汽，降温降压使用，而负荷增至正常时又要切换到原有管路，运行操作比较复杂。而在电动调速泵方案中，系统简单，操作方便，能够快速启动，不但能够满足带基本负荷的运行要求，而且能够随负荷的变化而快速调速，较好地适应负荷的变化。因而，对于本次改造，电动调速泵方案较为适宜于机组调峰运行。

　　3.4影响方案选择的其他2个因素3.4.1年运行费用给水泵如果选用小汽机驱动方案，小汽机有润滑油、调节保安油、主蒸汽、本体汽封、本体疏水、法兰螺栓加热蒸汽、本体空气、本体凝结水、本体循环水等多个系统，系统连接复杂，管路、阀门相对较多，运行维护的工作量大。根据调查，汽动给水泵在年运行费用上要比电动调速给水泵高约70万元。因此，从年运行费用上来考虑，电动调速泵方案要优于汽动泵方案。

　　3.4.2运行的安全、可靠性给水泵如果选用汽动泵方案，小汽机的系统连接复杂，管路、阀门相对较多，小汽机系统运行的故障率就会相对较高，相应降低了运行的安全性和可靠性。因此，在安全、可靠性方面，电动泵方案也优于汽动泵方案。

　　4结束语综上所述可以看出：在给水泵驱动方式的选择上，如果单纯从机组的经济性上看，汽动泵方案优于电动调速泵方案；如果从机组运行经济性、运行安全可靠性、年运行维护费用、改造投资和机组调峰性能等各方面综合考虑，电动调速泵方案占有明显的优势。因此，在此次1号机组给水泵改造中推荐选用电动调速泵方案。

　　（责任编辑：李汉才）