210MW机组电动给水泵改汽动给水泵的经济性分析.pdf
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1、第 3 O 卷第 1 期 2 0 0 9年 1月 能源技术 ENERGY TE CHNOLOGY Vo 1 3 0 No 1 J a n 2 0 0 9 2 1 0 MW 机组 电动给水泵 改汽动给水泵 的 经济性分析 吴志刚 , 孟临潼 ( 恒运 电厂 , 广州 5 1 0 7 3 0 ) 摘要 : 分别从运行经济性、 输 出净功率和热经济性上对恒运 电厂 6 机组电动给水泵改汽动 给水泵的经济性进行 了分析评估 , 从定性到定量上进行计算, 确定 了电动给水泵改汽动给水泵的改 造投资回收期。 关键词 : 电动给水泵;汽动给水泵;经济性 中图分类号 : TK 2 2 3 5 文献标志码 :
2、B 文章编号 : 1 0 0 5 7 4 3 9 ( 2 0 0 9 ) O 1 0 0 5 4 0 4 An a l y s i s o f Ec o n o mi c a l Ef f i c i e nc y o f Ch a n g i n g Dy na mo e l e c t r i c Fe e d wa t e r Pu mp i nt o S t e a m Tu r b i n e - d r i v i n g Fe e d wa t e r Pu mp o f a 21 0 M W St e am Tu r b i n e r 【 J Z h i - g a n g
3、。MENG Li n - t o n g ( He n g y u n P o we r P l a n t ,G u a n g z h o u 5 1 0 7 3 0 , C h i n a ) 恒运 电厂 6 机于 1 9 9 8年 7月投 产, 为了满足 新环保要求, 电厂决定对机组原有脱硫装置进行改 进, 但发现按常规方法改造现有的厂用电余量不够, 无法满足脱硫改造的需要 , 为此考虑将 6 机 的电动 给水泵改为汽动 给水泵。该技术 目前 已经 比较成 熟E , 本文准备 比较两种驱动方式 的输 出净功率或 供电煤耗的大小, 对改造工作的经济性进行评估。 1 机组主要设计技术性能
4、恒运电厂 6 汽轮机为东方汽轮机厂生产的超 高压、 一 次 中间再 热、 单 轴、 三缸 、 两 排汽、 凝 汽式 2 1 O MW 汽轮机 , 型号为 N2 1 0 1 2 7 5 3 5 5 3 5 。汽轮 机具有 8 段不可调整回热抽汽 , 分别供给 3台高加、 1 台除氧器和 4台低加; 给水系统配备 3台上海电 力修造厂制造的容量为 5 0 的电动给水泵。机组 主要设计技术参数见表 1 和表 2 。 汽泵容量越大内效率也越高, 本案受场地限制 汽泵容量定为 1 0 0 9 6 。改造工作拆除一台电泵, 在 原位上安装一台 1 0 0 9 6 容量的汽泵, 另外两台电泵 留作备用; 当
5、汽泵故障停运时, 两台电泵仍然可以维 持机组带额定 负荷运行 , 机组的可靠 性较高 。 至 于 表 1 汽轮机设计工况下技术参数 汽泵参数的选择, 在比较三、 四、 五段抽汽参数后发 现采用四段抽汽 比较合适 , 因此确定小汽轮机 的汽 源采用四段抽汽 。 吴志刚等: 2 1 0 MW 机组电动给水泵改汽动给水泵的经济性分析 表 2 电动给水泵组主要设计性能指标 2 输出净功率比较 6 机的调 峰范 围一般在 7 5 9 6 1 0 0 9 6 之 间, 即 负荷变化范围为 1 5 5 2 1 0 Mw , 为了比较在调峰范 围内各个工况下两种驱动方式 的经济性 , 选取 2 0 6 , 1
6、 8 0 和 1 6 0 MW 3 个工况的实际参数进行计算比 较。要计算输出净功率, 需要先计算小汽机用汽量。 2 1 小汽机用汽量 计算小汽机用汽量 , 首先计算提供机组出力 所需要的给水 流量相 当的功 率 , 这 里称为 “ 工 质功 率” : Pg 一 9 8 ( q p 1 + q p 2 ) H 3 6 0 0 H 一 1 0 ( P 2 一 P 1 ) r 式 中: P 为“ 工质功率” ,k W; q p 和 q z 分别为 1 和 2 电泵 的给水流量 , t h ; H 为工质扬 程 , m; P 和 P z 分别为电泵的进、 出口压力, MP a ; y 为给水重度,
7、Nf 。 小汽机用汽量 q d : q d一 3 6 Pg ( h 。 ) 式 中: q a为小汽机 用汽量 , t h ; h 为 四段抽 汽焓 , J g ; h 为排汽焓 , J g ; 叩 为小汽机 内效率 ; y m , 为小 汽机机械效率; 为汽泵组效率。 2 2 输出净功率得益 假定两种驱动方式所发出的总功率 P 2 是相等 的, 则汽泵驱动输出净功率 为: P q j P 一 P P 一 q d ( h 4 一 ) T t r l j g 3 6 式中: P j 为汽泵驱动输出净功率, k w; P为小汽 机用汽在主机抽汽点之后所发 出的功率 , k W ; 为 主机内效率 ;
8、 孙 为主机机械效率 ; 为发 电机效率 。 电泵驱动输出净功率 为: Pa j= = =P Pa p 式 中: P i 为 电泵驱动输 出净功率 , k W ; Pj 为 电泵消 耗功率 , k W。 则采用汽泵驱动方式输出净功率得益 P _ 为: A Pj P q i Pd j : = :P d p q d ( h 4 一 h ) 伽 3 6 式中: P i 为输出净功率得益, k w。 按照 6 机变负荷三个工况的实际参数计算, 采 用汽泵驱动方式输出净功率得益 为 9 4 5 7 7 l 1 7 2 5 5 1 【 W, 即汽泵驱动方式 比电泵驱动方式输出 净功率增加了 9 4 5 7
9、 7 1 1 7 2 5 5 k W, 增加 比例为 0 4 5 O 5 6 ; 可见采用小汽轮机驱动给水泵的经 济增益是非常显著的。输出净功率计算汇总见表 3 。 表 3 输出净功率计算表 3 热经济性比较 电动给水泵在启动时, 从静止到额定转速 , 启动 55 吴志刚等: 2 1 0 MW机组电动给水泵改汽动给水泵的经济性分析 力矩很大。为适应这个转矩 , 电机配置容量 比给水 泵额定功率大 3 7 , 经济性较差 , 而且 液力偶合器 工作过程本身存在驱动损失功率高达 l 5 左右 1 , 如当电动给水泵的输入功率为 2 Mw 时, 液力偶合 器的功率损失即为 3 0 0 k W 。而汽
10、动泵不需要升速 齿轮和液力偶合器, 所以也不存在这些设备的传动 损失, 采用汽动给水泵利用锅炉富裕蒸发量驱动给 水泵汽轮机 , 使供 电量增加 , 相当于主机增容, 降低 了发 电净热耗率 , 提高了机组运行效率 。 热耗是判断汽轮发 电机组热力循环和运行情况 的主要指标 , 根据考虑问题的角度不同, 它有两种形 式 , 一种叫毛热耗 , 一种叫净热耗 2 。 对中间再热式 机组采 用 电动 给水泵 , 毛热耗 Q n R a 和净热耗 Q删。 计算公式分别为 : Q R d一 ( o + q r h h r h q fw h f 一 q g p g p q g i 西一q ) Pl QH R
11、 d 0一 QH R d ( 1 一 r c y a ) 式中: Q侧和 Q H R 分别为电动给水泵毛热耗和净热 耗 , ld k Wh 。 采用汽动给水 泵, 毛热耗 Q H R 和净热耗 Q “ 计算公式分别为: Q = ( o+ q , h h r , 一 q h 如一 q g p g p q g j 舀一 h ) ( P+ l O Pq p ) QH R q 。一 Q H R q ( 1 一 y q ) 式中: QH R 和 Qn 分别为气动给水泵毛热耗和净热 耗 , k J k wh ; q , q r h , q fw , q 印, 和 分别为 主蒸 汽、 热再热蒸汽、 给水 、
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