660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置研究.doc_第1頁
660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置研究.doc_第2頁
660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置研究.doc_第3頁
660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置研究.doc_第4頁
660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置研究.doc_第5頁
已閱讀5頁,還剩4頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置研究 張濤王光林 (山東電力工程咨詢院有限公司,山東濟(jì)南250013) 【摘要】通過分析直接空冷機(jī)組的特點,研究各種給水泵配置方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。通過比較,建議直接空冷機(jī)組采用主機(jī)驅(qū)動給水泵方案,既能實現(xiàn)降低廠用電率的目的,又兼具電泵方案系統(tǒng)簡單可靠、運(yùn)行靈活的優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞直接空冷;主機(jī)泵;發(fā)電機(jī)組 概述 鍋爐給水泵是電廠中重要的輔機(jī)設(shè)備之一,其投資在全廠輔機(jī)中占有相當(dāng)大的比例。與此同時,給水泵的功率很大,運(yùn)行費用高。因此,選擇合理的給水泵配置方案對于整個發(fā)電廠的造價及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到非常重要的作用。 給水泵按驅(qū)動方式可以分為電動給水泵方案、汽動給水泵方案以及主機(jī)驅(qū)動給水泵方案。目前我國300MW以上容量濕冷或間接空冷機(jī)組大都采用汽動給水泵,而近年來已投產(chǎn)的直接空冷機(jī)組多采用電動給水泵。主機(jī)驅(qū)動給水泵方案在國內(nèi)尚沒有業(yè)績,但在德國Scholven電廠、Munchen-Sud電廠、Fkw-Buer電廠,意大利的LaSpezia電廠、Chivasso電廠,美國的HlpRobinson等10多家電廠均有應(yīng)用業(yè)績,其中Scholven電廠600MW容量等級機(jī)組采用該方案可靠運(yùn)行超過30年,其新建機(jī)組仍采用主機(jī)泵驅(qū)動方案。 1給水泵主要配置方案 本文在目前國內(nèi)外660MW級直接空冷機(jī)組給水泵配置方案的基礎(chǔ)上,按給水泵的驅(qū)動方式分類,對每一種驅(qū)動方式列舉了不同的給水泵配置方案,并敘述各方案的技術(shù)特點: 方案一:電動給水泵方案;分別有250%容量與335%容量兩種配置。 方案二:汽動給水泵方案;分別有1100%容量與250%容量兩種配置。 方案三:主機(jī)驅(qū)動給水泵方案;分別有1100%容量與250%容量兩種配置。 1.1電動給水泵方案 直接空冷機(jī)組采用電動給水泵方案,具有運(yùn)行靈活、簡單可靠、檢修維護(hù)工作量小、整體壽命長等優(yōu)點,且給水系統(tǒng)與主機(jī)排汽系統(tǒng)是兩個獨立的系統(tǒng),不受主機(jī)背壓變化的影響,電動給水泵由液力偶合器進(jìn)行調(diào)速,以滿足機(jī)組啟動和各種工況的需要。缺點是采用電泵方案后廠用電率增加,會降低電廠的售電收益。 電動給水泵方案目前有兩種配置方案: 1.1.1250%容量電動調(diào)速泵 此方案單泵軸功率(含前置泵)約為13500kW,電動機(jī)功率達(dá)到約15500kW,采用一級液耦調(diào)速。若考慮加設(shè)備用泵,設(shè)備成本增加;若不設(shè)備用泵,在一臺電泵事故的情況下,機(jī)組負(fù)荷降低至55%60負(fù)荷下運(yùn)行。 1.1.2335%容量電動調(diào)速泵 此方案單泵軸功率(含前置泵)約為9200kW,電動機(jī)功率達(dá)到約11000kW,采用一級液耦調(diào)速。正常時,三臺泵同時運(yùn)行,在一臺事故時,機(jī)組負(fù)荷降至80%左右。此方案電泵利用率高,耦合器和電機(jī)在電力行業(yè)很常見,國產(chǎn)率高,整體造價低于250%電泵方案,且運(yùn)行靈活,非滿負(fù)荷工況下經(jīng)濟(jì)性更高。 對于直接空冷機(jī)組,若采用電泵方案時推薦335%容量電動調(diào)速泵。 1.2汽動給水泵方案 空冷機(jī)組的主要特點是汽輪機(jī)背壓高,且變化幅度大??绽錂C(jī)組的設(shè)計與濕冷機(jī)組存在較大的區(qū)別。對于直接空冷機(jī)組,給水泵汽輪機(jī)(小汽機(jī))的冷卻方式主要有:直接空冷、間接空冷和獨立濕冷三種方式。 1.2.1直接空冷小汽機(jī) 空冷機(jī)組采用汽動給水泵,如果小汽機(jī)排汽直接進(jìn)入空冷系統(tǒng),則小汽機(jī)也必須是高背壓、變背壓的汽輪機(jī)。由于空冷系統(tǒng)對氣溫和風(fēng)速的敏感性強(qiáng),主機(jī)正常運(yùn)行背壓變化范圍大,要求小汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有較寬的調(diào)速范圍,穩(wěn)定靈活的調(diào)速特性。 在夏季,由于主機(jī)背壓高,要維持一定的功率,則主汽輪機(jī)需加大進(jìn)汽量,而小汽輪機(jī)為維持給水泵所需的功率,也必須加大進(jìn)汽量,出現(xiàn)了小機(jī)與大機(jī)爭奪汽量的問題,并且加大對空冷裝置容量的要求。在非正常工況,不利風(fēng)向的風(fēng)速引起背壓突升的瞬變過程中,小機(jī)調(diào)速系統(tǒng)很難維持給水泵所需的功率變化要求,擴(kuò)大了整機(jī)瞬態(tài)過程的不安全性。 鍋爐給水泵要求給水泵汽輪機(jī)運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速、大范圍的變轉(zhuǎn)速、雙汽源、變進(jìn)汽參數(shù)等不利條件下。如果給水泵汽輪機(jī)采用直接空冷,則背壓將更高,末級變工況范圍更大,尾部運(yùn)行條件更加惡劣,使得給水泵汽輪機(jī)的設(shè)計難度加大。 目前,該方案在國內(nèi)600MW等級及以上機(jī)組尚無投運(yùn)業(yè)績,在300MW等級機(jī)組上有投運(yùn)業(yè)績,但效果不佳。因此給水泵汽輪機(jī)不宜采用直接空冷。 1.2.2間接空冷小汽機(jī) 間接空冷式小汽機(jī)需要設(shè)置一套獨立的小汽機(jī)間接空冷系統(tǒng)。這幾年空冷機(jī)組發(fā)展較快,不同的空冷系統(tǒng),在工程設(shè)計、設(shè)備制造、安裝調(diào)試和運(yùn)行檢修各方面都有不同的技術(shù)特點,需要逐步摸索掌握。同一臺機(jī)組上采用兩種不同的空冷系統(tǒng),無疑會增加運(yùn)行的難度,降低電廠的可靠性。 間接空冷小汽機(jī)的配置方式,不僅初投資增加較大,而且使本已復(fù)雜的系統(tǒng)更趨復(fù)雜。如前所述,空冷小汽機(jī)存在一定的設(shè)計難度,采用間接空冷小汽機(jī)可使設(shè)計難度有所降低,可靠性提高,但所有問題依然存在,僅是程度不同而已。 因此當(dāng)主機(jī)采用直接空冷系統(tǒng)時,給水泵不宜采用間接空冷小汽機(jī)的配置方式。 1.2.3獨立濕冷小汽機(jī) 如果采用獨立的濕冷小汽機(jī)系統(tǒng),為小汽機(jī)單獨設(shè)置凝汽器,則繞開了設(shè)計空冷小汽機(jī)的難題,在理論上、實際運(yùn)行中都是可行的。采用獨立濕冷小汽機(jī),需要增設(shè)小機(jī)凝汽器及獨立的真空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、凝結(jié)水系等,并加大輔機(jī)循環(huán)水泵。 通過上面的對比,在不考慮節(jié)水指標(biāo)的前提下,本工程最為合理可行的方案就是采用獨立濕冷汽動給水泵。 xx年電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策規(guī)定的空冷機(jī)組設(shè)計耗水指標(biāo)為0.12m3/s.GW;大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范按17.8.12節(jié)“空冷系統(tǒng)”中明確“當(dāng)空冷機(jī)組采用汽動給水泵時,其冷卻方式宜采用間接空冷系統(tǒng)”。 汽動給水泵濕冷方案設(shè)備多,系統(tǒng)復(fù)雜,初投資大。水工冷卻水塔占地面積較大,且該方案存在蒸發(fā)、排污損失,耗水量大,難以滿足空冷機(jī)組的用水指標(biāo)限制。 綜合上面所有因素,三種冷卻方式均不適用于直接空冷機(jī)組,因此不推薦直接空冷機(jī)組采用汽動給水泵方案。 1.3主機(jī)同軸驅(qū)動給水泵方案 主機(jī)同軸驅(qū)動給水泵方案是直接由主汽輪機(jī)的主軸通過撓性聯(lián)軸器、調(diào)速裝置驅(qū)動給水泵。該方案是對汽泵方案和電泵方案優(yōu)勢的綜合,既能具備汽泵方案降低廠用電率,又具有電泵方案系統(tǒng)簡單可靠,運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活的優(yōu)勢。這種方式利用了主機(jī)的高效率及簡潔的動力傳動鏈,理論上也是非常經(jīng)濟(jì)有效的。圖1是主軸驅(qū)動鍋爐給水泵的原理圖。 采用主機(jī)泵方案時,由于調(diào)速裝置傳遞功率較大,一般建議采用行星齒輪調(diào)速裝置。調(diào)速行星齒輪Vorecon是基于功率疊加原理而工作的。部分功率通過Vorecon的變矩器到達(dá)行星齒輪副的行星輪,大部分功率則通過Vorecon的機(jī)械主軸傳遞至行星齒輪副的外圍齒圈,最后在行星齒輪內(nèi)進(jìn)行功率的矢量疊加。調(diào)速行星齒輪,在國內(nèi)電力項目應(yīng)用不多,目前陜西華電蒲城電廠2660MW機(jī)組已采用。 主機(jī)同軸驅(qū)動給水泵方案主要有1100%容量主機(jī)泵和250%容量主機(jī)泵兩種。 1.3.11100%容量主機(jī)泵方案 配置1100%容量主機(jī)給水泵時,由于液力調(diào)速裝置選型要求輸入轉(zhuǎn)速一般在15002000r/min,更高的輸入轉(zhuǎn)速會造成轉(zhuǎn)子葉尖線速度過高,為保證設(shè)計使用壽命而對材質(zhì)要有更高的要求,推薦配置獨立齒輪箱。 1.3.2250%容量主機(jī)泵方案 當(dāng)采用250%容量主機(jī)給水泵時,需通過一個齒輪箱將主汽輪機(jī)主軸做功分傳至2個調(diào)速裝置,再傳給2個給水泵主軸。圖2是按主汽輪機(jī)驅(qū)動250%配置給水泵的布置示意圖,從左至右以此是主汽輪機(jī)、分軸齒輪箱、調(diào)速裝置、主給水泵。 兩種方案在技術(shù)上都是可行的,但主機(jī)泵方案在國內(nèi)尚無運(yùn)行業(yè)績,缺少運(yùn)行操作經(jīng)驗,從機(jī)組可靠性方面考慮,推薦采用250%容量主機(jī)泵設(shè)置。 2給水泵配置方案比選 通過上文所述,對660MW級直接空冷機(jī)組,較為合適的給水泵配置方案為250%容量主機(jī)泵方案和335%容量電動調(diào)速泵方案兩種,其中采用主機(jī)泵方案時需設(shè)置30%容量的電動啟動泵,下文將針對這兩種方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較。 2.1初投資比較(按兩臺機(jī)組計) 注:電動給水泵按芯包國產(chǎn)計列費用;采用主機(jī)泵方案后,汽機(jī)房長度加長約5m,跨度減少約3m; 2.2運(yùn)行費用比較(按兩臺機(jī)組計) 注:35%容量電動給水泵軸功率按9200kW/臺計列,主機(jī)泵前置泵軸功率按500kW臺計列;本表比較基于年發(fā)電量相同。 我國現(xiàn)有電網(wǎng)的調(diào)度模式是網(wǎng)調(diào)直接控制到入網(wǎng)機(jī)組的發(fā)電功率,在這種電網(wǎng)調(diào)度模式下,高廠用電率則意味著供電量的降低,從而降低機(jī)組運(yùn)行收益。由上表可以看出,雖然主機(jī)泵方案機(jī)組熱耗較電泵方案高,但主機(jī)泵方案廠用電率低,供電量大,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。 2.3方案比較結(jié)果 采用用動態(tài)投資回收期法計算本方案與基準(zhǔn)方案投資差額的回收年限。 設(shè)投資差額回收年限為n,則 n=1-log(1+i)(1Ui(1+i)/B) 式中:U與基準(zhǔn)相比投資增加的費用(萬元),為5520萬元; B本方案帶來的收益(萬元),為6840萬元; i為年

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論