超超临界机组锅炉给水泵选型探讨

王骏，赵世明

（张家港沙洲电力有限公司，江苏苏州215624）

江苏沙洲电厂二期工程为2×1000MW超超临界燃煤发电机组。锅炉给水泵处于火力发电厂工艺流程的关键地位，是发电厂热力系统中重要的辅助设备，而给水泵组选型的优劣不仅直接影响其自身的安全性和经济性，更对整个发电厂建设工程的初期投资和以后的安全经济生产有着重要的影响。故公司专门对二期工程的锅炉给水泵选型进行了探讨。

1 国内外同类型机组锅炉给水泵的配置情况

目前，国外在锅炉给水泵的配置方面，日本大多数发电厂采用2×50%BMCR容量的汽动给水泵+1×25%～30%BMCR容量的电动给水泵；德国发电厂采用1×100%BMCR容量的汽动给水泵+1×35%～40%BMCR容量的电动给水泵作为启动和备用泵。也有少数电厂甚至不配置电动给水泵。国内已建或在建的超超临界机组的锅炉给水泵配置情况如表1所示。

2 给水泵组选型的几点探讨

2.1 给水泵组的配置

由于该二期工程是扩建工程，可以利用辅助蒸汽作为启动汽源（一期工程单台汽轮机汽轮机厂用汽工况4抽为40 t/h和2抽60 t/h，可以满足百万机组启动时汽动给水泵的用汽量）。汽动给水泵台数和容量的选择，决定于多种因素。配100%容量汽动泵，单泵在机组40%～100%负荷范围，泵与主机的负荷相匹配，调节比较方便。低于40%负荷，则切换至备用汽源，也能保证机组正常运行。虽然100%容量泵比2×50%容量泵方案运行经济性高，但由于100%给水泵配套的给水泵汽轮机目前需要进口，且需要配套单独的凝汽器、真空泵、凝结水泵等辅助设备，总体上100%给水泵汽轮机组比2×50%给水泵汽轮机组投资多约3000 万元。配2×50%容量汽动泵的优点是，一台汽动泵组故障时仍能带50%负荷运行。给水泵的可靠性对机组运行影响极大，考虑到国内外已运行的1000MW机组大都采用2×50%汽动给水泵配置方案，建议配置2×50%BMCR容量的汽动给水泵，不配置电动给水泵。可节约一次性投资约3000 万元（包括地基处理、基础土建、电动给水泵组、管道阀门、电气元件、起吊设施和设备安装等费用）；可使高厂变电容量大幅减小，变电设备及其附属的高压开关等费用大大降低；还可省去生产期间的运行和维护费用。

表1 已建或在建超超临界机组锅炉给水泵配置情况

2.2 汽泵前置泵的布置方案

汽泵前置泵的布置有2种，一种是前置泵布置于0 m层，有单独的电动机驱动；另一种是前置泵与给水泵平行轴布置，即前置泵布置于运转层，汽动给水泵组包括1台由汽轮机直接驱动的锅炉给水泵和1台前置泵，前置泵由汽轮机另一端或给水泵的非驱动端输出轴通过减速箱驱动，该法比较安全经济。2种方案的比较见表2。

表2 前置泵单独电机驱动和同轴布置的比较

汽泵前置泵与给水泵同轴布置方案运行经济性计算（以汽轮机THA工况计算）如下。

汽泵前置泵功率。按0.788MW记（上海电力修造厂数据），给水泵汽轮机汽耗率：4.8 kg/（kW·h）（杭州汽轮机厂三菱技术数据）；给水泵汽轮机内效率：82.6%（杭州汽轮机厂三菱技术数据）；汽轮机四抽蒸汽的焓：3185 .9 kJ/kg（上海汽轮机厂数据）；汽轮机的排行焓：2313 .5 kJ/kg（上海汽轮机厂数据）；机组年运行小时数：5500h。

汽泵前置泵由给水泵汽轮机驱动后，运行1年节约用电量为：788×5500×4=1733.6万kW·h。

运行一年节约的费用：1733 .6×0.4108 =712.16万元/年（其中：0.4108 为2008年江苏省脱硫燃煤机组的上网电价）。

给水泵汽轮机增加的汽耗量：

对应的有效焓降：

折算成锅炉消耗的标煤量是：8.677×108/（29.27×0.935×0.99×0.451）=7029 .97 t（其中：锅炉的热效率为0.935，管道效率为0.99，全厂热效率为0.451）。

全年增加的燃煤费用：7029 .97×610=428.83万元（其中：标煤按照610元/t计）。

可以得出，前置泵由给水泵汽轮机驱动每年可以产生利润：712.16-428.83=284.33万元。设备寿命按照30年计，可产生8529 .9万元的利润。

综上所述，如果汽泵前置泵采用给水泵汽轮机驱动，可节约用电，并可产生284.33万元/年利润；在工程建设方面，可省去4台前置泵电机、检修起吊设施、相关电气设备等投资。故建议采用给水泵汽轮机同时驱动给水泵和前置泵的方案。

3 国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况

锅炉给水泵作为发电厂热力系统的核心动力设备，其设计精密，加工工艺要求极高，与大容量高参数的超超临界机组配套的给水泵更是如此。因此，国际上能够生产给水泵的厂家不多，最著名的是美国福斯（BJ品牌）、德国凯士比（KSB）、瑞士苏尔寿（SULZER）、英国威尔（WEIR）以及日本的EBARA、日立、三菱等。目前国内能生产600MW机组以上锅炉给水泵的企业有上海电力修造总厂（SULZER泵芯）[1]、上海KSB有限公司、沈阳透平机械股份有限公司（原沈阳水泵股份有限公司）、荏原博泵泵业有限公司等，或从国外引进技术或与国外公司合作生产。给水泵泵芯均为原装进口。国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况如表3所示。

表3 国内超超临界机组锅炉给水泵选型情况

可见，前期超超临界机组都选用了全进口的给水泵，而后期工程大部分选用国内厂家的产品，由于核心部件采用了进口泵芯，其产品的总体品质和运行可靠性与全进口产品无明显差别。可以考虑采用进口泵芯、国内成套的方式进行给水泵招标。

4 结束语

综上所述，建议公司二期工程采用2×50%BMCR容量的汽动给水泵，不配置电动给水泵,汽泵前置泵与给水泵由给水泵汽轮机平行轴驱动。为降低一次性投资，建议选用国内知名企业引进国外技术生产的给水泵，完全符合安全可靠、经济适用、符合国情的电力建设总方针。

[1] 上海电力修造厂有限公司.1000MW机组HPT给水泵[S].2009.