電動調(diào)速給水泵和汽動給水泵的區(qū)別與應(yīng)用

1、電動調(diào)速給水泵和汽動給水泵的區(qū)別與應(yīng)用給水泵分為定速給水泵和變速給水泵，定速給水泵是以泵出口的節(jié)流閥的開度來調(diào)節(jié)流量， 節(jié)流閥的節(jié)流損失當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時(shí)損失越大，但節(jié)流調(diào)節(jié)給水泵簡單，操作方便，易于維護(hù)， 適用于中、 低比轉(zhuǎn)速及容量不大的泵。 變速給水泵是以改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量， 節(jié)流損 失減少，調(diào)節(jié)閥工作條件好，壽命長，并可低速啟動，但設(shè)備較復(fù)雜，投資費(fèi)用高，維修量 大，適用于大容量泵。變速給水泵變壓運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷越低，變速給水泵的功率消耗越小，而 定速給水泵耗功基本不變。 為提高給水泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性， 采用除氧器滑壓運(yùn)行的單元制大機(jī) 組，都使用變速調(diào)節(jié)的高速給水泵，轉(zhuǎn)速為50008000rpm

2、及以上，其對應(yīng)的 NPSHr(克人口和第一級葉輪人口的壓降所必須的凈正吸水頭 )比一般 3000rpm 水泵高得多，為此早期壓 除氧器為保證暫態(tài)工況給水泵不汽蝕，曾將除氧器布置得比汽包還高(5060m)。采用1500rpm 左右的低速前置泵后，因其 NPSHr 大為減小，所要求的除氧器布置高度可大幅降 低，可以減小土建投資。 從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度， 增設(shè)前置泵比單純提高除氧器布置位置使土建 投資增加更為合算， 故采用滑壓除氧器的機(jī)組， 幾乎全部采用變速給水泵及前置泵。 目前參 數(shù)大容量電廠所用給水泵， 為提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性均采用速度調(diào)節(jié)， 無級的速度調(diào)節(jié)有電動調(diào) 速給水泵和汽動給水泵兩種。1 電動調(diào)

3、速給水泵電動調(diào)速給水泵為適應(yīng)負(fù)荷變化， 一般使用變速調(diào)節(jié)。 變速調(diào)節(jié)需要設(shè)置液力偶合器來進(jìn)行， 液力偶合器是利用工作油傳遞轉(zhuǎn)矩， 泵輪與渦輪不直接接觸， 無磨損， 可隔離電動機(jī)和泵的 振動，減小沖擊，利用快速充、排油能做到空載離合，降低起動電流，無級調(diào)速，調(diào)速范圍 20 一 98 ，適應(yīng)汽輪發(fā)電機(jī)組的啟、停和大范圍負(fù)荷變化及滑參數(shù)運(yùn)行的需要，控制方便， 可通過手動、遙控及自動進(jìn)行控制。泵的轉(zhuǎn)速約為 5000rpm， 300MW 以上機(jī)組的電動調(diào)速 給水泵，其啟動電流大，耗用的廠用電多，(目前大機(jī)組所用給水泵多為國外進(jìn)口)故其經(jīng)濟(jì)性差。與汽動給水泵相比，其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單。2 汽動給水泵汽動給水泵

4、， 是通過一個(gè)單獨(dú)的小汽輪機(jī)驅(qū)動的給水泵。 該汽機(jī)從抽汽管道上抽取蒸汽， 通 過小汽機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動給水泵進(jìn)行給水， 調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速是通過小汽輪機(jī)的調(diào)速器控制進(jìn)汽量來 進(jìn)行的。 小汽輪機(jī)可采用凝汽式、 背壓式。 小汽機(jī)的正常運(yùn)行， 需要相應(yīng)的汽、 水管道系統(tǒng)， 調(diào)速系統(tǒng)，備用汽源等。汽動給水泵多采用不同軸的串聯(lián)方式。汽動給水泵的優(yōu)點(diǎn)是：(1) 小汽機(jī)的容量可以很大，使得大機(jī)組的給水泵臺數(shù)減少；(2) 不耗廠用電，因而可增加對外的供電量；(3) 其轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)流人小汽機(jī)的蒸汽量進(jìn)行的，效率高于電動調(diào)速給水泵中的液 力偶合器；(4) 轉(zhuǎn)速約在 5000rpm-8000rpm ，使得給水泵的軸較短

5、，短軸剛性好、撓度小，提高了給水泵 運(yùn)行的安全性；(5) 當(dāng)電力系統(tǒng)故障或全廠停電時(shí)，可保證鍋爐供水不問斷，提高了電廠的可靠性。小汽輪機(jī)的汽源有：新蒸汽、冷再熱蒸汽、熱再熱蒸汽、主機(jī)抽汽。從全廠熱經(jīng)濟(jì)性來看， 采用新蒸汽， 其冷源熱損失最大， 因而經(jīng)濟(jì)性差， 而熱再熱蒸汽的熱經(jīng)濟(jì)性最好。 小汽輪機(jī) 為凝汽式時(shí)， 蒸汽在小汽輪機(jī)內(nèi)焓降大， 采用較低壓抽汽即可滿足要求，因而多采用熱再熱蒸汽。由于低壓抽汽比容大，小汽輪機(jī)易制造，內(nèi)效率較高，故采用凝汽式小汽輪機(jī)對 整個(gè)蒸汽的做功能力利用較好， 熱經(jīng)濟(jì)性高。 同時(shí)它的排汽處理較方便，可直接引人主機(jī)凝汽器， 或獨(dú)立設(shè)置的凝汽器， 后者再用小凝結(jié)水泵送往主

6、機(jī)凝汽器。 它的缺點(diǎn)是， 受末級濕 度影響， 小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速提高受末級葉片高度的限制。 同時(shí)因抽汽壓力較低， 低負(fù)荷切換汽源時(shí)，所對應(yīng)的主機(jī)負(fù)荷較高 （約30 -40 Pe）。小汽輪機(jī)采用背壓機(jī)時(shí)，因蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi) 焓降小， 要求抽汽壓力較高， 多采用冷或熱再熱蒸汽作汽源。 其優(yōu)缺點(diǎn)與凝汽式小汽輪機(jī)相 反，即熱經(jīng)濟(jì)性較差，排汽處理較復(fù)雜（排汽進(jìn)人與之壓力相近的主機(jī)抽汽管內(nèi)，主機(jī)與小汽輪機(jī)負(fù) 荷變 化時(shí) 相互 有一 定影 響）。 優(yōu)點(diǎn)是 轉(zhuǎn)速 較高 （不會 受末 級濕 度限 制， 一般 n > 8000rpm）低負(fù)荷切換汽源對應(yīng)的主機(jī)負(fù)荷較低（一般為15Pe）,小汽輪機(jī)及其系統(tǒng)投資較少。目前

7、世界上多數(shù)大機(jī)組的汽動給水泵， 采用凝汽式小汽輪機(jī)。 它們的正常工況汽源為中 壓缸或中壓缸至低壓缸連通管上的抽汽。3 給水泵的應(yīng)用 我國的火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在每一給水系統(tǒng)中，給水泵出口的總?cè)萘浚醋畲蠼o水消耗量，不包括備用給水泵 ），均應(yīng)保證供給其所連接的系統(tǒng)的全部鍋爐在最大連續(xù) 蒸發(fā)量時(shí)所需的給水量，并留有一定裕度。（ 1 ）我國火電廠， 100MW 及以下機(jī)組，多采用定速給水泵；（2）規(guī)程規(guī)定：對 125MW 、200MW 機(jī)組，宜配置兩臺容量各為最大給水量 100 或三臺容量 各為最大給水量 50 的調(diào)速電動給水泵，即宜用電動調(diào)速給水泵；對 200MW 機(jī)組，經(jīng)技術(shù) 經(jīng)濟(jì)比較論

8、證， 認(rèn)為合理時(shí)， 也可采用汽動給水泵。 目前我國的中小電廠多采用電動給水泵， 少數(shù)采用汽動給水泵 （即利用鍋爐工業(yè)抽汽驅(qū)動小汽輪機(jī)拖動給水泵，排汽進(jìn)人除氧器作加 熱用，可提高經(jīng)濟(jì)效益 ），電動給水泵大多采用轉(zhuǎn)速一定的交流電動機(jī)驅(qū)動，依靠液力偶合 器進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。 電動給水泵具有操作簡單， 負(fù)荷適應(yīng)范圍廣， 占地小等優(yōu)點(diǎn)。 汽動給水泵， 需要有蒸汽管路，閥門等部件，運(yùn)行操作復(fù)雜，占地大，沒有節(jié)流損失。中小電廠，只有無 電網(wǎng)或首期工程時(shí)， 才利用啟動鍋爐和汽動給水泵來進(jìn)行鍋爐上水。 電動給水泵耗用廠用電， 汽動給水泵消耗新汽或抽汽。熱電廠，當(dāng)冬季采暖期熱負(fù)荷最大時(shí)，鍋爐蒸發(fā)量有富余時(shí)， 可把給水

9、泵切換到汽動給水泵，可節(jié)省廠用電。（3）規(guī)程規(guī)定：對 300MW 機(jī)組的運(yùn)行給水泵，宜配置一臺容量為最大給水量 100 或兩臺容量各為最大給水量 50 的汽動給水泵。 當(dāng)運(yùn)行給水泵為一臺 100 容量的汽動給水泵時(shí)， 宜 設(shè)置一臺容量為最大給水量 50 的調(diào)速電動給水泵作為啟動和備用給水泵； 當(dāng)運(yùn)行給水泵為 兩臺 50 容量的汽動給水泵時(shí)，宜設(shè)置一臺容量為最大給水量 25 一 35 的調(diào)速電動給水泵 作為啟動與備用給水泵。 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一， 且經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后認(rèn)為合理時(shí)， 可設(shè)置三 臺容量各為最大給水量 50的調(diào)速電動給水泵。 A、汽輪機(jī)本體回?zé)嵯到y(tǒng)及發(fā)電機(jī)裕量適合 于采用電動給水泵作為運(yùn)

10、行給水泵時(shí)；B、采用空冷系統(tǒng)的機(jī)組； C、抽汽供熱機(jī)組。目前國內(nèi)部分 300MW 等級機(jī)組， 除采用兩臺 50 容量的電動給水泵作為主泵外， 還采用定速泵 作為啟動、備用給水泵，其特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，沒有液力偶合器，但為了與主調(diào)速型給水泵 并列運(yùn)行， 在定速泵出口必須設(shè)置一個(gè)大壓差調(diào)節(jié)閥。 此閥增加了節(jié)流損失， 機(jī)組負(fù)荷越低， 節(jié)流損失愈大，經(jīng)濟(jì)性差。其它 300MW 機(jī)組，不論是濕冷還是空冷，均采用三臺 50 容量 的電動調(diào)速給水泵， 兩臺運(yùn)行， 一臺備用， 可提高經(jīng)濟(jì)性。 故配置電動調(diào)速給水泵作啟動備 用泵，優(yōu)于定速泵。（4）規(guī)程規(guī)定：對 600MW 及以上機(jī)組的運(yùn)行給水泵，宜配置兩臺容量各

11、為最大給水量50 的汽動給水泵，且宜設(shè)置一臺容量為最大給水量 25 -35 的調(diào)速電動給水泵作為啟動與備用給 水泵。目前國內(nèi)600MW 濕冷機(jī)組的給水系統(tǒng)， 通常配置兩臺50 %容量的汽動給水泵和一 臺容量為 30%左右的啟動備用電動調(diào)速給水泵，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較大時(shí)，兩臺汽泵同時(shí)投運(yùn)， 用汽為主汽機(jī)四段抽汽，排汽進(jìn)入主汽機(jī)凝汽器。國內(nèi)600MW 空冷機(jī)組汽動給水泵在高轉(zhuǎn)速、大的變轉(zhuǎn)速范圍、雙汽源、變進(jìn)汽參數(shù)等不利條件下，直接空冷機(jī)組中，汽機(jī)的排汽 背壓高， 并且隨環(huán)境溫度環(huán)境風(fēng)向風(fēng)速大小變化， 汽機(jī)的進(jìn)汽量與鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量均 比濕冷機(jī)組大。 若采用汽動給水泵并將小汽機(jī)排汽排至直接空冷凝汽器時(shí)

12、，四段抽汽的可用焓降既小變化又頻繁， 不利于小汽機(jī)安全經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)行， 空冷機(jī)組若采用汽動給水泵， 會 使得汽動給水泵的背壓更高， 末級變工況范圍更大， 尾部運(yùn)行條件更加惡劣， 也使得汽動給 水泵的汽輪機(jī)末端設(shè)計(jì)難度加大，此外，還需再增設(shè)非啟動用的噴水裝置和背壓保護(hù)裝置。 若采用自帶凝汽器的汽動給水泵方案，理論上是可行的，然而，增加的凝汽器和冷卻系統(tǒng)、 凝結(jié)水系統(tǒng)，使得投資加大，系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性降低，并給主廠房布置帶來困難。采用電動 調(diào)速給水泵，有利于增加電廠主汽輪機(jī)末級流量，改善極高背壓下的小容量流量工況時(shí)的 性能。世界上已運(yùn)行的 600MW 等級直接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組，全部采用電動調(diào)速給水泵

13、，進(jìn)行鍋 爐上水及負(fù)荷調(diào)節(jié)。 考慮以上因素， 600MW 空冷機(jī)組， 宜采用電動給水泵。 國內(nèi)的 IO00MW 等級機(jī)組， 考慮到長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性， 一般均配有汽動給水泵， 同時(shí)， 為了滿足機(jī)組啟停靈 活的要求，大多數(shù)電廠同時(shí)配有電動給水泵，汽動給水泵的臺數(shù)和容量，取決于機(jī)組容量、 設(shè)備可靠性、機(jī)組在電網(wǎng)中承擔(dān)的荷載（基本負(fù)荷、中間負(fù)荷、調(diào)峰 ）以及設(shè)備投資等因素。國際上已運(yùn)行的 IO00MW 等級機(jī)組中，日本電廠多采用 2x 50 %容量汽動給水泵方案，歐 洲多采用1X100容量汽動給水泵方案。 在配置兩臺50%容量汽動給水泵的機(jī)組中，當(dāng)一臺泵出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)組仍可帶 50%及以上額定負(fù)荷運(yùn)行

14、。而一臺機(jī)組配置一臺 100 容量汽動 給水泵，該泵故障時(shí)，機(jī)組只能降負(fù)荷運(yùn)行，使電廠可用率降低，但是，100 容量泵比兩臺50 9 6 容量泵方案節(jié)省投資，相關(guān)管道減少，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高。由于IO00MW 機(jī)組在電網(wǎng)中主要承擔(dān)基本負(fù)荷，目前 IOOMW 給水泵小汽輪機(jī)的可靠性數(shù)據(jù)不多，國際上有制造業(yè) 績的廠家很少， 而給水泵是否能可靠運(yùn)行， 對機(jī)組的運(yùn)行有很大影響， 所以國內(nèi)建設(shè) IO00MW 機(jī)組宜采用汽動給水泵出現(xiàn)故障時(shí)， 對機(jī)組負(fù)荷影響較小的 2X50 汽動給水泵配置， 在此基 礎(chǔ)上，考慮電動調(diào)速給水泵的啟動、備用功能。如，華能玉環(huán)電廠和鄒縣電廠四期 IO00MW 超超臨界機(jī)組均配置 2 x50 %