汽動給水泵在300MW火電機(jī)組冷態(tài)啟動中的節(jié)能分析 屏蔽電泵冷態(tài)試驗

汽動給水泵在300MW火電機(jī)組冷態(tài)啟動中的節(jié)能分析 屏蔽電泵冷態(tài)試驗 摘要：計算了在300MW火電機(jī)組冷態(tài)啟動過程中，單獨使用電動給水泵滿足鍋爐上水消耗的能量和單獨使用汽動給水泵滿足鍋爐上水消耗的能量，為比較方便，將兩者消耗的能量都統(tǒng)一折算為電能的大小，從而得出汽動給水泵在300MW火電機(jī)組冷態(tài)啟動過程中的節(jié)能效果比電動給水泵要好，在機(jī)組冷態(tài)啟動過程中單獨使用汽動給水泵滿足鍋爐上水可以提高火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：能量；鍋爐上水；給水泵 作者簡介：談曜（1980-），男，青海西寧人，廣州恒運企業(yè)集團(tuán)公司，熱動助理工程師。（廣東?廣州?510730） ：TK227.8?：A?：1007-0079（xx）24-0150-02 廣州恒運熱電D廠裝機(jī)容量為2300MW，汽輪機(jī)組是由東方汽輪機(jī)廠制造的N30016.7/537/537-8型亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、凝汽式汽輪機(jī)組，熱耗Q0=7962.0kJ/kWh，高壓缸效率gy=81.58%。鍋爐是東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/18.2-4型亞臨界、四角切圓燃燒、自然循環(huán)汽包爐。給水泵拖動方式：采用2臺50%BMCR（鍋爐連續(xù)最大蒸發(fā)量）汽動給水泵，其備用泵為35%BMCR電動給水泵。為提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，決定在機(jī)組冷態(tài)啟動過程中單獨使用汽動給水泵，電動給水泵備用的鍋爐上水方式。 一、鍋爐上水方式比較 常規(guī)方式啟動機(jī)組，鍋爐上水時采用電動給水泵，同時準(zhǔn)備兩臺汽動給水泵的啟動工作，直至機(jī)組負(fù)荷上升到150MW時，兩臺汽泵并列運行滿足鍋爐上水，停止電動給水泵作備用。 單獨使用汽動給水泵的上水方式，即在整個啟動過程中，電動給水泵全程備用不運行，汽動給水泵通過控制小汽輪機(jī)的進(jìn)汽調(diào)門，避開汽動給水泵組的共振轉(zhuǎn)速范圍，配合鍋爐上水調(diào)門和再循環(huán)門，滿足機(jī)組各個階段上水量的需求。 二、兩種鍋爐上水方式消耗能量分析 常規(guī)方式從鍋爐上水到機(jī)組負(fù)荷至150MW，電動給水泵不間斷運行，持續(xù)時間按機(jī)組冷態(tài)啟動曲線約有7.5h，大功率的電動給水泵在此期間消耗大量的電能。同時機(jī)組在低負(fù)荷階段時，電動給水泵和汽動給水泵并列運行，給水量大于鍋爐蒸發(fā)量，給水泵再循環(huán)門要保持全開，浪費了大量能源。本文為計算方便，只計算單獨使用電動給水泵滿足鍋爐上水直至機(jī)組負(fù)荷35%BMCR（115MW）時消耗的電能，此過程所需時間按機(jī)組冷態(tài)啟動曲線約有7h。 單獨使用汽動給水泵的上水方式，電動給水泵全程備用不消耗電能（其輔助潤滑油泵功率小，能量消耗本文中忽略不計）。汽動給水泵消耗的能量有：小汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)運行消耗的蒸汽能量，為方便比較，后文中將此蒸汽能量通過計算轉(zhuǎn)化為電能；小汽輪機(jī)和主機(jī)軸封用汽消耗的蒸汽能量（汽量少且比常規(guī)方式啟動時間僅多1.5h，本文中忽略不計）；汽動給水泵前置泵、小汽輪機(jī)潤滑油泵和排煙風(fēng)機(jī)消耗的電能，另外小汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)需要主機(jī)凝汽器提前抽真空，所以還包括主機(jī)真空泵和軸封風(fēng)機(jī)在提前抽真空階段消耗的電能。 三、兩種鍋爐上水方式消耗能量計算 1.啟動過程中相關(guān)設(shè)備電動機(jī)運行參數(shù)和電能計算公式 （1）啟動過程中相關(guān)設(shè)備電動機(jī)運行參數(shù)如下表1。 表1?啟動過程中電動機(jī)運行參數(shù) 電機(jī)設(shè)備名稱 額定電壓（V） 運行電流（A） 功率因數(shù) 電動給水泵 6000 280 0.917 真空泵 380 208 0.79 軸封風(fēng)機(jī) 380 9 0.89 汽動給水泵前置泵 6000 16 0.9 小汽輪機(jī)潤滑油泵 380 27 0.89 小汽輪機(jī)排煙風(fēng)機(jī) 380 2.7 0.89 （2）電動機(jī)運行中消耗的電能按公式（1）計算： （1） 式中：W電動機(jī)消耗的電能，kWh； U電動機(jī)額定電壓（線電壓），V； I電動機(jī)運行電流，A； cos電動機(jī)功率因數(shù)； t電動機(jī)運行時間，h。 2.機(jī)組啟動使用電動給水泵上水 電動給水泵上水主要消耗的是電能，從鍋爐點火開始到機(jī)組升負(fù)荷至115MW，按照機(jī)組冷態(tài)啟動曲線，時間大致為7h，電動給水泵運行平均電流為280A，電壓為6000V，從而根據(jù)公式（1）和表1相關(guān)數(shù)據(jù)可以計算出電動給水泵消耗的電能W電動給水泵為： W電動給水泵=18677.75kWh 3.機(jī)組啟動使用汽動給水泵上水 機(jī)組使用汽動給水泵上水與電動給水泵不同的一點是需要提前建立整個機(jī)組的真空以便啟動汽動給水泵，汽動給水泵冷態(tài)啟動時間需要1.5h，也就是說汽動給水泵在冷態(tài)啟動過程中比電動給水泵啟動方式多用時間1.5h，即單獨使用汽動給水泵上水在冷態(tài)啟動過程中所用時間為8.5h。在此過程中汽動給水泵輔助電動設(shè)備：汽動給水泵前置泵、小汽輪機(jī)潤滑油泵和小汽輪機(jī)排煙風(fēng)機(jī)消耗的電能按公式（1）和表1相關(guān)數(shù)據(jù)計算得出為： W汽動給水泵前置泵=1271.98kWh W小汽輪機(jī)潤滑油泵=134.43kWh W小汽輪機(jī)煙風(fēng)機(jī)=13.44kWh 小汽輪機(jī)運行需要提前啟動主機(jī)軸封風(fēng)機(jī)和真空泵抽真空，主機(jī)軸封風(fēng)機(jī)和真空泵比電動給水泵上水方式多運行時間為1.5h，所以汽動給水泵上水時，主機(jī)軸封風(fēng)機(jī)和真空泵比電動給水泵上水方式多消耗的電能按公式（1）和表1相關(guān)數(shù)據(jù)計算得出有： W軸封風(fēng)機(jī)=7.91kWh W真空泵=162.22kWh 汽動給水泵小汽輪機(jī)消耗的蒸汽在啟動時鄰機(jī)高排汽源，蒸汽流量從小汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至機(jī)組負(fù)荷到達(dá)115MW，平均約為D=6.5t/h。取理想狀況，在機(jī)組啟動時，鄰機(jī)帶300MW額定