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【精选】4大型火力发电机组2X100%容量与3X50%容量4大型火力发电机组2X100%容量与3X50%容量
大型火力发电机组2×100%容量与3×50%容量
凝结水泵布置方案的运行经济性比较分析
旷仲和
(华能国际电力股份有限公司广东分公司)
提要:论述了大型火力发电厂2×100%容量与3×50%容量凝结水泵布置方案的运行可靠性及运行经济性和设备投资费用诸方面进行了技术经济比较分析,为凝结水泵布置设计的优化提供依据。并以海门电厂为实例说明。
关键词:凝结水泵 容量 运行模式 运行可靠性 运行经济性 设备投资
引言
我国火力发电机组从额定容量来讲,逐步从单机300MW-600MW-1000MW发展,从设计参数来讲,也是逐步从亚临界-超临界-超超临界发展。随着主机容量和参数的增大与提高,机组配套凝结水泵的容量将随之增大,凝结水泵的制造要求以及凝结水泵容量布置方案对机组运行可靠性和运行经济性以及设备的投资产生更大的影响。凝结水泵的台数和容量的优化选择,取决于机组容量在具体电网中的地位、设备质量、设备投资等多种因素确定。文献[1]第10.5.1条规定:“单台凝汽式机组宜装设二台凝结水泵,每台凝结水泵容量为最大凝结水量的110%;如大容量机组需装设三台容量各为最大凝结水量55%的凝结水泵时,应进行技术经济比较后确定。”。但[文献1]并没有规定各种布置方案技术经济比较的具体方法。一般设计院对上述两种方案的运行可靠性与经济性及投资方面,认为差不多,而没有进行详细论证。本文论述了根据机组运行模式及起停模式,大型火力发电厂2×100%容量(简称方案1)与3×50%容量(简称方案2)凝结水泵布置方案的运行可靠性及运行经济性和设备投资费用诸方面技术经济综合比较分析方法,为凝结水泵选择容量大小及台数的布置设计的优化提供依据。
1 方案1与方案2凝结水泵布置方案的运行可靠性
凝结水泵的运行可靠性与凝泵制造安装质量,机组的运行模式及机组的备用台数有关。机组的运行模式在电厂设计阶段根据当地的负荷情况及机组在电网中的地位等因素确定。以海门电厂为例,其机组单机运行模式如表1所示。
表1 海门电厂机组运行模式 负荷 每年小时数 100% 4200 75% 2120 50% 1180 % 300 汽轮机制造厂 电厂 机组功率 凝泵容量配置 1 TOSHIBA 碧南电厂(HEINAN) #4#5机1000MW 2×50% 2 TOSHIBA 橘湾电厂(TACHIBANAWAV) #1机1000MW 3×50% 3 ALSTHOM 沙角C厂 660MW 2×100% 4 上海汽轮厂 台山电厂 600MW 2×100% 5 三菱 珠海发电厂(进口) 700MW 3×50% 6 上海汽轮厂 珠海发电厂#3#4 600MW 2×100% 7 哈尔滨汽轮机厂 潮州电厂 600MW 2×100% 8 俄罗斯金属工厂 华能汕头电厂一期 300MW 3×50%
从表2可以看出,国内设计大多配置二台全容量的凝结水泵,三台半容量的凝结水泵在国外用得比较多。实践证明,上述例子中已经运行的配置都得到可靠的运行效果。但是为什么国外的机组凝结水泵多有采用3×50%容量的配置?这是值得深思的。也许与上述的运行可靠性分析有关(与运行经济性也有关,以下将要讨论到)。那就是,相比较而言,方案2比方案1的运行可靠性更高。
2 凝结水泵两种配置方式的运行经济性比较
因为凝结水泵在设计工况下运行时泵的效率最高,在非设计工况下运行时泵的效率较低,所以凝结水泵容量及台数的配置应尽量使泵在设计工况下或尽量靠近设计工况下运行,以获得泵较高的运行经济性。但按照机组运行模式,机组的运行工况是变化的,水泵不可能老在设计工况下运行。例如,在机组50%负荷下运行时,1台100%容量泵也只能在泵的50%负荷工况下运行,其效率较低,耗功较大,而1台50%容量泵却能在泵的100%负荷下运行,其效率较高,耗功较低。这就是需要对凝结水泵容量及台数进行优化配置的原因。
要进行凝结水泵两种配置方式的运行经济性比较,一是要掌握机组年度的运行模式,如表1所示。二是要掌握年度的机组起停方式。三是是要掌握全容量泵与半容量的泵的相对应运行模式的参数。仍以华能海门电厂为例,机组的起停方式如表3所示。按2×100%容量布置时,每台泵各个工况的运行参数如表4所示。按3×50%容量布置时,每台泵各个工况的运行参数如表5所示。
表3 机组的起停方式
起停方式 机组启动次数n 机组启动期间,小时 机组停机期间,小时 汽机开始冲转到定速带负荷之间的时间 机组启动前凝泵运行时间 凝泵运行总时间ha 汽机35%负荷到汽机惰走停止之间的时间 机组停止后凝泵运行时间 凝泵运行总时间hb 冷态启动温态启动热态启动极热态启动 1
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