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1、汽動給水泵組同軸以及上排汽布置分析馬欣強(qiáng)1陳瑞克1劉發(fā)燦2邵錦華1（1.西北電力設(shè)計(jì)院，陜西西安710075；2.華能沁北發(fā)電有限公司河南濟(jì)源454662）作者簡介：馬欣強(qiáng)（1971－）男，高級工程師，從事火力發(fā)電廠熱機(jī)設(shè)計(jì)。E-mail：maxq@nwepdi.com摘要：為了減少廠用電，在工程實(shí)踐中采用了給水泵、前置泵及小汽機(jī)同軸設(shè)置。采用同軸布置時(shí)，為了降低除氧器布置高度，減少主廠房結(jié)構(gòu)體積，給水泵汽輪機(jī)布置在零米，可采用上排汽布置。并提出一些建議，給相關(guān)的工程設(shè)計(jì)提供了參考。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)給水泵組；同軸；汽輪機(jī)上排
2、汽1.前言為了減少600MW、1000MW等大容量機(jī)組的廠用電，提高機(jī)組效率，以及減少主廠房結(jié)構(gòu)體積，減少造價(jià)，在一些工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，采用了給水泵、前置泵及小汽機(jī)同軸設(shè)置，以及給水泵汽輪機(jī)上排汽的方案。本文將結(jié)合某1000MW機(jī)組的設(shè)計(jì)情況對汽動給水泵組同軸以及上排汽布置進(jìn)行分析。2.汽動給水泵、前置泵及小汽機(jī)的同軸布置國內(nèi)大容量機(jī)組的汽動給水泵組配置通常由一臺汽動給水泵、一臺給水泵驅(qū)動汽輪機(jī)、一臺電動驅(qū)動的前置泵組成。汽動給水泵與給水泵驅(qū)動汽輪機(jī)同軸布置，一般布置在運(yùn)轉(zhuǎn)層，汽輪機(jī)下排汽；電動前置泵單獨(dú)布置，一般布置在零米
3、層，以滿足汽輪甩負(fù)荷時(shí)其汽蝕裕量的要求。為了降低廠用電率，一些電廠采用了給水泵、前置泵及給水驅(qū)動汽輪機(jī)同軸設(shè)置的方案,即前置泵驅(qū)動方式由電動改為汽動。汽動給水泵組同軸布置一般有兩種方式，方案一：給水泵汽輪機(jī)兩頭出軸，一端與主泵聯(lián)接，另一端通過減速器與前置泵聯(lián)接；方案二：主泵兩頭出軸，一端與給水泵汽輪機(jī)聯(lián)接，另一端通過減速器與前置泵聯(lián)接。通常，雙流小汽機(jī)可以兩頭出軸，一端與主泵聯(lián)接，另一端通過減速器與前置泵聯(lián)接，如外高橋二期、三期即采用該種方式。參考工程通過招標(biāo)采用了杭州汽輪機(jī)股份有限公司的50％容量給水泵汽輪機(jī)，杭汽采用西
4、門子技術(shù)生產(chǎn)的WK型雙分流反動式工業(yè)汽輪機(jī)，但其盤車裝置仍采用了三菱的電動盤車方案，不能從小汽輪機(jī)兩頭出軸。所以，目前參考工程可行的方案只有方案二，即“給水泵汽輪機(jī)—給水主泵—減速箱—前置泵”方式。詳見下圖：給水泵汽輪機(jī)—給水主泵—減速箱—前置泵連接方式模型：經(jīng)過小汽輪機(jī)廠的核算，汽動給水泵組同軸布置方案小汽輪機(jī)的耗汽量比前置泵電動的方案增加了2.1％，根據(jù)主汽輪機(jī)廠的熱平衡計(jì)算，采用汽動給水泵組同軸布置方案，主汽輪機(jī)的THA工況熱耗值由原先的7309.8KJ/KW.h上升到7318.6KJ/KW.h。但同時(shí)由于減少了前置
5、泵的電機(jī)，機(jī)組的廠用電率降低了2.0％。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，兩方案機(jī)組供電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)煤耗、全年所耗標(biāo)煤比較如下：單位汽動給水泵組同軸布置方案前置泵電動方案機(jī)組熱耗（THA工況）KJ/KW.h7315.67309.8鍋爐效率%93.0993.09管道效率%9999發(fā)電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)煤耗g/KW.h270.85270.64廠用電率%4.3054.395供電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)煤耗g/KW.h283.03283.08供電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)煤耗差g/KW.h-0.05基準(zhǔn)全年兩臺機(jī)所耗標(biāo)煤（按額定負(fù)荷5500h計(jì)）噸-550基準(zhǔn)由上表可以看出，當(dāng)采用汽動給水泵組同軸
6、布置方案后，供電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)煤耗減少0.05g/KW.h，兩臺機(jī)組全年可以節(jié)約標(biāo)煤550噸。兩臺機(jī)組廠用電減少1800kW。初投資方面，汽動給水泵組同軸布置方案，省掉了前置泵電動機(jī)，但增加了前置泵變速箱（進(jìn)口）；省掉了前置泵土建基礎(chǔ)，但增加了泵組土建基礎(chǔ)的面積。經(jīng)比較，與前置泵電動方案的的初投資基本相當(dāng)。1.汽動給水泵、前置泵的汽蝕裕量的要求由于常規(guī)的給水泵及其汽輪機(jī)布置在運(yùn)轉(zhuǎn)層，若給水泵、小汽輪機(jī)及前置泵同軸方案仍布置在運(yùn)轉(zhuǎn)層，就應(yīng)著重考慮前置泵的汽蝕裕量問題。在給水泵及其前置泵選型和布置時(shí)，需對其必須的汽蝕余量和有效的汽蝕
7、余量進(jìn)行核算，并要考慮汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)除氧器暫態(tài)對于汽蝕的影響。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，確定除氧器的標(biāo)高，以確保給水泵組在任何運(yùn)行工況下都能安全的運(yùn)行而不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。前置泵的設(shè)置目的是為滿足主泵的汽蝕余量要求，但如果前置泵發(fā)生汽蝕，其流量壓頭曲線會迅速下降，主泵也會因有效的凈正水頭低于要求的凈正水頭而產(chǎn)生汽蝕。要求的凈正吸水頭（NPSHR）數(shù)值是由水泵制造廠通過試驗(yàn)得到的，按ISO9906規(guī)定，將泵第一級葉輪出口揚(yáng)程下降3％時(shí)的凈正吸水頭定義為（NPSHR3％）。相應(yīng)的可將不發(fā)生汽蝕時(shí)的臨界凈正吸水頭稱為（NPSHA0％）。如果有
8、效的凈正吸水頭（NPSHA）等于按ISO9906規(guī)定測得的凈正吸水頭（NPSHR3％），那么，泵入口葉輪已了發(fā)生汽蝕，在此情況下，即使運(yùn)行幾小時(shí)，也可能造成泵的損壞。根據(jù)EBASCOPUMPDESIGN,SELECTIONANDAPPLICATION中提供的數(shù)據(jù)，（NPSHA0％）大約等于1.5倍的（N
