300MW机组汽动给水泵改造及经济性比较.pdf

安全与综合 湖南电力 第2 9 卷 2 0 0 9年第4 期 3 0 0 MW 机组汽动给水泵改造及经济性比较 王飞 。李明 ，徐 ( 1 株洲华银火力发电有限公司，湖南株洲4 1 2 0 0 0 ；2 曙 。蒋文军 湖南省电力公 司试验研究院， 湖南 长沙 4 1 0 0 0 7 ) 摘要 ：介绍了3 0 0 M W 机组汽动给水泵的改造情况；对相 同条件下的汽动给水泵运行 和电动给水泵运行进行 了对比试验 ，分析了改造的经济效益。 关键词：3 0 0 MW 机组 ；汽动给水泵 ；改造 ；对比试验 ；经济性 中图分类号 ： T K 2 2 3 ； T b i 6 2 1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8 - 0 1 9 8 ( 2 0 0 9 ) 0 4 - 0 0 4 2 -0 3 1 汽动泵改造概述 1 1 设备概况 某电厂 2台 3 0 0 MW 机组 ，原配有 3台 5 0 容 量的电动调速给水泵 ，2台运行 ，1台备用。为充 分挖掘机组主、辅设备潜力 ，电厂进行了汽动给水 泵改造 ，保 留 1 ，2号电动给水泵 ，拆除 3号电动 给水泵 ，加装全容量汽动给水泵。汽动给水泵作为 运行主泵 ，电动给水泵作为备用。汽动给水泵为下 供排水结构，配有电动前置泵。汽动给水泵组技术 规范见表 1 。驱动给水泵小汽轮机采用凝汽式汽轮 机 ，型号为 N D 8 4 7 9 0 7 ，由主机 4段抽 汽供 汽 ， 额定功率为 6 5 5 MW ( 最大功率 1 1 MW) ，转速变 化范围为 2 8 0 06 0 0 0 r mi n 。 表 1 汽动给水泵组技术规范 名称 型 号 一 。 冀 惹 一 器 婺 汽动给水泵F K 4 E 3 9 1 M 1 2 7 3 2 4 2 1 5 8 1 0 9 1 4 2 6 8 4 3 前置泵 F A 1 D 6 7 1 2 7 3 1 4 1 8 1 4 9 0 5 6 6 3 一 1 2 改造方案 1 2 1 现场布置 根据 电厂现场场地和汽动给水泵 的结构特点 ， 汽动给水泵采用紧凑布置， 小汽轮机和汽动给水泵 布置在运转层 ；给水泵汽轮机采用下排汽方式， 其 排汽直接排至主机凝汽器 ；将 3号 电动给水泵拆除 后 ( 原布置于汽机房0 m) ，布置汽动给水泵的前 置泵和小汽轮机油箱。 1 2 2 给水泵汽轮机的工作汽源 从机组的现有条件看 ，供选择的汽源有主汽轮 收稿 E t 期 ：2 0 0 9 - 0 2 - 2 3 改 回日期 ：2 0 0 9 - 0 6 - 2 4 机的 3 ，4和 5段抽汽。用主机的 3段抽汽作为小 汽轮机的工作汽源 ，因抽汽参数较高 ，对主机的经 济性影响较大 ；用主机的 5段抽汽作为小汽轮机 的 工作汽源，虽对主机的经济性有利 ，但由于抽汽参 数低、汽耗大 ，使小汽轮机体积增大 ，除设备选择 困难外 ，还受到现场 场地 的限制。因此综合考虑 ， 选用主机 4段抽汽作为小汽轮机 的工作汽源 ，机组 运行的经济性较好。 当主机低负荷运行或启动时 ，4段抽汽不能满 足给水泵功率要求 ，需投人小汽轮机的辅助备用汽 源 ( 选择再热冷段或辅 助蒸汽或新蒸汽 ) 。根据电 厂提供的辅助蒸汽参数和辅助蒸汽量 ，完全可以满 足小汽轮机备用要求。选择低压汽源 ( 辅汽联箱 来汽)与原系统关联最小 ；选择高压汽源 ( 主汽 管来汽)和再热冷段，都会对原系统有影响。因 此小汽轮机的备用汽源采用辅助蒸汽。 2 对 比试验 汽动给水泵取代原电动给水泵后 ，运行稳 定 ， 调节灵活，能适应 3 0 0 M W机组要求。为比较汽泵 运行和电泵运行 2种方式的经济性 ，进行了汽动泵 与电动泵的对 比试验 。 2 1 试验条件 2 1 1 要求在 电动泵和汽动泵工况下 ，机组主要 参数基本一致 。 2 1 2 在 4个 不 同 的 负 荷 点，即 3 0 0 M W， 2 4 0 MW，2 1 0 MW，1 8 0 MW下进行对 比。 2 1 3 电动泵工况为 2台 电动泵投人 ；汽动泵工 况为 1台全容量汽动泵投入 ，2台电动泵备用 。 第2 9 5-g 2 0 0 9年第4 期 湖南电力 安全与综合 2 2 试验数据 2台机组均进行 了电、汽泵的经济性对 比试 验 ，结果基本一致，表 2列出了其中 1台机组的试 验数据 。 试验时机组采取顺序阀滑压运行 ，因低负荷下 各工况 主蒸 汽 压力 超 出修 正 曲线 范 围，所 以除 3 0 0 M W工况外，其余工况未进行主蒸汽压力修 正 。 表2 对 比试验结果 试验净功率计算：电泵运行试验为发 电机端功 率减去电泵耗功和励磁耗功后 ；汽泵运行试验为发 电机端功率减去前置泵耗功和励磁耗功。 3 经济性分析 3 1 供电煤耗 以上数据表明，电动泵改成汽动泵后 ，不同负 荷下厂用电率降低了2 1 3 9 ，单从 电动给水 泵消耗 的功率计算 ，改成汽泵运行后 ，厂用电率平 均下降约 2 8 ，相同负荷下机组净输 出功率均大 于电泵运行的方式 。汽泵运行 由于多消耗 了一部分 4抽用汽 ，导致相 同负荷下机组主蒸 汽流量 比电泵 运行时高，热耗率有所增加。小汽机在额定工况下 的设计 耗 汽 量 为 3 4 3 1 t h ，额 定 工况 试 验 值 为 2 6 2 4 8 t h ， 说明小汽机的内效率较高。 为 比较电泵 和汽泵运行的经济性 ，按锅炉效率 9 0 、管道效率 9 9 计算机组煤耗 ，结果见表 3 。 为在 同一条件下 比较 2种运行方式的供电煤耗 ， 表 3 电泵和汽泵运行的煤耗对比 应以参数修正后的热耗率为准计算煤耗。 采用汽动给水泵运行 ，机组热耗率比电泵运行 时增加，导致汽泵运行的发电煤耗比电泵运行时增 加4 4 7 g k wh ，但由于汽泵运行的厂用电率较 电泵运行下降较多，最终供电煤耗比电泵运行下降 1 17 4 g k Wh 。机组不 同负荷下汽泵运行 和电 泵运行时的厂用电率变化与其它辅机的运行情况有 关，但单从汽泵运行使机组热耗升高导致的煤耗增 加和消耗的厂用电降低导致的煤耗减少计算，采用 汽泵运行机组的供电煤耗应比电泵运行时降低约 3 4 g k Wh 。而且 ，改汽泵运行后 ，减少 了厂用 电 耗， 减少了高品质电能的消耗，增加了上网电量。 3 2 经济效益计算 从煤耗计算结果看 ，3 0 0 MW 机组汽动给水泵 改造后 ，在 1 8 03 0 0 MW 负荷之间采用汽动给水 泵运行 比采用 2台电动给水泵运行的经济性各阶段 4 3 安全与综合 湖南电力 第 2 9 ：-g 2 0 0 9年第4期 有不同程度改善，其经济性改善程度随着负荷的降 低而减小。 根据试验 情况 ，3 0 0 MW 机组 电动 泵 改汽 动 泵 ，机组 热耗率升高 2 ，虽 然发 电煤耗增 加约 6 4 g k wh ； 但汽泵 运行 的厂用 电率 比电泵运 行降 低 2 8 ，最终结果使机组供 电煤耗降低 约 3 4 g k wh ，而且汽动泵运行节省了厂用电，使商 品电量 增加，企业获得电费收益 。 按 照 1 台 3 0 0 M W 机 组 年 平 均 利 用 小 时 4 5 0 0 h 、标煤单价 6 0 0：T r Jt 、上网电价 0 3 k Wh 计算 ，电动给水泵改汽动给水泵运行后年平均厂用 电率下降 2 8 ，年多供电 3 7 8 0万k Wh ， 增加售电 收入 约 1 1 3 4万元 ；年平 均发 电煤 耗增 加 6 4 g k Wh ，年多耗标煤 8 6 4 0 t ，增加燃料成本约 5 l 8万 元 ，多供电与多耗煤之间，存在发电厂对商品电量 的加工利 润，1台机组改造后年综合 经济效 益约 6 1 6万元 。 加了燃料成本 ，但 由于 电和煤 的价值不同，厂用电 降低给企业增加的收入远大于燃料成本的增加，获 得的经济效益十分显著 。而且随着技术的发展，近 年来小汽轮机的内效率可以达到较高的水平，即使 单从机组供电煤耗的降低看 ，电泵改为汽泵 的经济 效益也是很明显的。因此 ，电泵改汽泵对于提高机 组经济性，推进火电厂的节能降耗工作具有积极的 作用，对于原配电动给水泵的 3 0 0 MW 机组应实行 汽动给水泵改造。 参考文献 1 翦天聪汽轮机原理 M 水利 出版社 ，1 9 8 6 2 王清福 国产 3 0 0 MW 火电机 组给水泵 驱动设 备选 型 的探 讨 J 动力工程 ，1 9 9 7 ( 4 ) 3 黎维华3 0 0 MW机组 给水泵驱动方式经济性分 析 J 电力 建设 ，1 9 9 5 ( 1 0 ) 4 D L 5 0 0 0 -2 0 0 0，火力发电厂设汁技术规程 ( s 4结论 ： 。 ，男 ，湖南 安乡 ，副 总工程师 ，工 程师 ，火 力 3 0 0 MW 汽轮机电泵改为汽泵后 ，大大降低了 发电 厂生产运行。 厂用电，增加了上网电量 ，采用汽动泵方式虽然增 ( 上接第4 1页) 时，双氧水浓度为 0 2 ，温度 4 0 5 0 ，时间约 为 5 h 。 5 清洗质量检查 5 1 碱洗结束后对凝汽器、除氧器的碱洗效果进 行检查 ，参 加碱洗 的金属 表面油污 已完全 清洗干 净 ，暴露的金属表面呈金属本色 ，基本无浮锈 ，底 部无明显沉渣 。 5 2 经水冷壁 和省煤器割管检查 ，金属内表 面清 洗干净 ，无二次浮锈 、无点蚀 ，无过洗及 镀铜现 象，并形成完整的银灰色钝化保护膜。省煤器、水 冷壁各联箱经内窥镜检查基本无沉积物 。 6 结 论 6 1 超临界机组采用炉前系统和锅炉本体串联分 回路、大范围复合碱洗剂碱洗，柠檬酸清洗和复合 双氧水钝化工艺， 用时短，系统简单，清洗质量优 良。满足新建超临界机组首次启动前对热力系统的 净化要求。 4 4 6 2 2号炉采用炉前系统和锅炉本体 串联 ，使 用 复合碱洗剂对机组热力系统进行全方位的水 冲洗和 碱洗，对炉前高中低压管道和锅炉本体进行柠檬酸 清洗 ，有效除去了热力系统设备、管道在制造 、安 装过程中形成的油泥、氧化铁皮和其它污染物。机 组首 次启 动 热 力 系统 冷、热 态水 冲洗 用 水 量仅 1 00 0 0 t ，机组首次启 动至 “ 1 6 8 h ”试运期 间没有 发生凝结水泵 、给水泵滤网的堵塞。 6 3 机组首次启动点火 吹管期 间汽水 品质优 良， 给水铁为 1 8 g L ，硅为 2 4 g L ，储水 箱排水铁 为 2 5 g L，硅为 3 4 g L 。机组首 次整套启动仅 2 d 汽水品质即全面合格，大大减少试运洗硅、降 铁时间。机组试运也创造了从整套启动到试运完成 仅 9 d的全 国记录。 参考文献 1 D L T 7 9 4 2 0 0 1 ，火力发电厂锅炉化学清洗导则 s 2 D L T 9 1 2 2 0 0 5 ，超临界火力发电机组水汽质量标准 S 3 袁新民华电长沙电厂2 号机组化学清洗报告 s 湖南省 电力公 司试验研究 院，2 0 0 7