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1、华能淮阴电厂#5 机组电泵改汽泵交流华能淮阴电厂共安装 4 台 330MW 燃煤发电机组。锅炉为哈尔滨锅炉厂生产，汽轮发电机组为北京重型电机厂生产。机组原先配备 3 台 50%容量电动给水泵，两用一备，给水泵为沈阳水泵厂产品，型号为 CHTC5/6sp-3，前置泵为沈泵厂配套，型号为 YNKN300/200-20J。前置泵、给水泵由同一台电机驱动，前置泵与电机直连，给水泵通过耦合器相连。改造前经统计，给水泵组厂用电率在 75%负荷下约为 2.6%。为了充分挖掘机组主、辅设备潜力，进一步降低厂用电率，以此提高电厂净供电能力，华能国际股份有限公司决定在我厂 5 号机组先行汽泵改造工作，以积累改造经
2、验。一、汽动给水泵改造背景在国家实行节能调度政策下，电泵运行竞争优势不复存在；同时在部分负荷下，由于偶合器运行效率较汽轮机效率下降过多，致使电动给水泵组效率较低；也由于技术的提高，相应小汽轮机、给水泵效率均有所提高。基于以上原因，在 30 万等级，改造成汽泵运行就显得必要。二、汽动给水泵改造原则经过调研和专家进一步论证，我厂汽泵改造遵循以下原则：1. 选用一台 100%容量汽轮机，杭汽厂产品，型号为 NK63/71；选用一台 100%容量主泵，上修厂产品，型号为 HPT300-330m-5s；选用一台 100%容量前置泵，上修厂产品，型号为 FA1D67A；选用一台齿轮箱，南高齿产品，型号为
3、NGGS-230。小机为双出轴，同时驱动主泵、减速箱和前置泵。2. 小汽轮机组布置在原 C 泵基础上，小机上排汽接入凝汽器。3. 小汽轮机不设备用汽源，不设油涡轮盘车和顶轴油泵。4. 保留原先的 A 泵和 B 泵以作启动、停机和紧急备用。5. 小汽轮机控制系统和大机控制系统协调一致，都选用上海新华控制工程有限公司产品。三、汽动给水泵改造目标和技术指标1. 完全目标：设备无损坏；人身无轻伤；在机组运行期间不发生非计停。2. 工期目标：主设备到货满足正常安装需要。机务影响基础拆除半个月；土建基础拆除 1 个月；土建基础维护 1 个月;主设备安装并预找中心和二次浇灌混凝土半个月；大修安装、冷热态调试
4、和性能试验 2 个月。3. 改造费用：节约 10%预算费用。4. 技术指标：厂用电率在 75%负荷下降低 2.6%；机组供电煤耗在 75%负荷下降低0.86g/KWh；小机内效率在 90%负荷下达到 79.9%；给水泵效率在 90%负荷下达到83.8%。四、汽动给水泵改造相关技术研究1. 小机排汽管道强度、热胀与设备接口的载荷验算以及小机排汽管与凝汽接口补强方案。根据南京晨光东螺波纹管有限公司吴建伏主任计算结果来看。强度方面：膨胀节按 EJmA 进行计算；管道按 GB150 进行强度校核，通过增加加强圈，管道能承受全真空压力。热胀方面：小机排汽口向上 2mm，凝汽器接口向上 3mm，侧向2.5
5、mm。力和载荷方面：小机排汽口，允许载荷，每个方向 1 吨以下，力矩 1.5 吨2米以下，实际计算结果满足；凝汽器接口，允许载荷，每个方向总力为 35 吨，力矩 10 吨米以下，实际计算结果满足。2. 小机排汽管道阻力计算以供杭汽厂小汽轮机末级叶片选型。有两种计算结果：第一种是我厂计算，结论是 VWO 工况下在排汽压力为 5.4kPa 下小机计算排汽阻力为 864Pa；THA 工况下在排汽压力为 5.4kPa 下小机计算排汽阻力为755Pa；TRL 工况下在排汽压力为 11.8kPa 下小机计算排汽阻力为 525Pa。第二种是西北院计算，结论是 TRL 工况下在排汽压力为 12.3kPa，流量
6、为 11.6kg/s情况下小机排汽阻力为 412Pa；TRL 工况下在排汽压力为 11.8kPa，流量为11.6kg/s 情况下小机排汽阻力为 428Pa；THA 工况下在排汽压力为 5.4kPa，流量为9.5kg/s 情况下小机排汽阻力为 599Pa。为了更加保险，专业人员决定小机排汽阻力按 1500Pa 考虑，据此作为杭汽厂小机末级叶片选型的依据。3. 前置泵、主泵同轴布置与前置泵单独电机驱动方案论证。从节约厂用电、现场布置以及设备投资和可控性来看，同轴布置占有绝对优势。4. 汽动给水泵土建基础技术方案论证。为满足小汽机自重、运行荷载的技术要求，本工程基础采用钢屑混凝土基础，混凝土强度等级
7、 C40，小机地脚螺栓采用直埋地脚螺栓，对本工程土建施工提出更高要求。5. 前置泵、主泵汽蚀余量核算。根据上修厂计算结果，前置泵在 VWO 工况下必须汽蚀余量 Hr 为 4.2m，在 THA工况下 Hr 为 4.0m；主泵在 VWO 工况下 Hr 为 44.61m，在 THA 工况下 Hr 为39.33m。根据我厂计算结果，前置泵在 VWO 工况下有效汽蚀余量 Ha 为 7.8m；主泵在VWO 工况下有效汽蚀余量 Ha 为 155m。6. 给泵性能计算。根据上修厂计算结果，满足双驱轴布置前置泵和主泵特性匹配要求，也为选择齿轮箱减速比提供技术数据。7. 小机热力计算。根据杭汽厂计算结果，满足小机
8、 50%负荷以上各种工况下带负荷要求。同时提供90%THA 考核工况下小机内效率 79.9%技术数据。8. 小机进、排汽管道阻力计算及效率计算。根据我厂在 THA 工况下相关计算：小机进汽管道效率在 99%；小机排汽管道效率在 97.84%。根据我厂在 75%THA 工况下相关计算：小机进汽管道效率在 99.2%；小机排汽管道效率在 98.27%。9. 中、低压给水管道阻力计算。根据我厂在 VWO 工况下相关计算：低压给水管道阻力为 84kPa；中压给水管道阻力为 64kPa。10. 小机甩负荷后对锅炉汽包水位影响研究。根据我厂在 100%负荷下小机甩负荷分析计算，锅炉汽包水位将在甩负荷后 1
9、3 秒下降 101mm，不会影响汽包水位动作。11. 汽动给水泵组性能试验方案。根据我厂与性能试验单位及制造厂协调结果，为保证试验客观公正性，现场试验3采用热力学法测定。根据给泵和前置泵试验结果，反推小汽轮机内效率。同时参考上修厂出厂试验记录。12. 汽泵改造对主机影响研究。根据北重厂提供技术资料，汽泵改造对主机影响有如下几个方面：（1） 在 VWO 工况下，汽轮机轴向推力为 -7821.9kg，与改造前-6590.3kg相比变化 1231.6kg。（2） 五级抽汽点前 20 级隔板结构经制造厂复核满足要求。（3） 与主机凝汽器排汽接口圆形尺寸为 2100mm，但接口须补强。（4） 五级抽汽在
10、不考虑厂用蒸汽、流速不超过 50m/s 情况下，可供小机55t/h 蒸汽，而此时小机仅须 41 t/h 蒸汽。（5） 北重厂提供改造后的机组热平衡图以供性能试验参考。五、汽动给水泵施工方案1. 设备拆除以满足土建施工和设备安装运行方案。2. 土建施工方案。3. 小机直埋地脚螺栓方案。4. 小机现场扣缸方案。5. 汽动给水泵组找中心预留值，轴向膨胀及二次整体浇灌混凝土方案。6. 小机排汽管安装方案。7. 小机滤油方案。8. 热控控制方案。9. 小机调试方案。10. 性能试验方案。六、汽动给水泵组主要设备技术参数1. 小汽轮机本汽轮机是锅炉主给水泵用变速凝汽式汽轮机，与北重厂制造的 N330-17
11、.75/540/540型亚临界中间再热 330MW 汽轮机配套，按单元机组锅炉给水要求，每台主机配一台 100%额定容量的汽轮给泵和两台 50%额定容量的电动给泵作为备用。规 范 单 位 运 行 参 数型号 NK63/71/0型式 单缸、单流、单轴、FAN 动式、纯凝汽最大功率 kW 10813 （对应主机额定工况）汽压 MPa 0.8801汽门前额定参数 汽温 345.44额定汽耗率 kg/kW.h 5.238排汽压力 kPa 6.4旋转方向 顺汽流方向为顺时针排汽方式 排汽口向上进入主凝汽器 设计工况点 为主机 90%THA 负荷工况设计工况点轴功率 kW 5816设计工况点轴转速 r/m
12、in 4965VWO 工况点轴功率 kW 74474VWO 工况点轴转速 r/min 5314THA 工况点轴功率 kW 6960THA 工况点轴转速 r/min 523480%THA 工况点轴功率 kW 497680%THA 工况点轴转速 r/min 476870%THA 工况点轴功率 kW 402870%THA 工况点轴转速 r/min 449860%THA 工况点轴功率 kW 259360%THA 工况点轴转速 r/min 3868临界转速 r/min 1200-1700运行转速范围 r/min 3000-5538 电气超速动作转速 r/min 6092未级叶片高度 mm 303.1轴封
13、汽系统 与主机轴封汽系统合用汽轮机级数 一个速度压力级+ 10 个反动压力级调节系统的速度迟缓率 05%速关阀速关时间 S 1制造厂家 杭州汽轮机厂2. 主给水泵HPT 型泵是 Sulzer 技术生产的水平、多级、筒式壳体、并具有整抽式芯包设计的离心泵，筒体由锻造加工而成，以中心线方式安装，并具有导向系统以便于各方向的对正。该设计可确保与底板安装牢固，并可允许泵在各个方向的自由热膨胀。大端盖由与筒体材料相同的锻件加工而成。通过缠绕垫片及成型密封垫实现高压密封。芯包组件包括所有的旋转部件、导叶、内泵壳、轴承和所有磨损部件。该设计可使部件的更换既快速又方便，大大地缩短了维护所需的停机时间。内泵壳：
14、由单独的螺栓联结在一起，避免了长螺栓联结引起的振动问题。内泵壳间的密封是通过精确加工的金属表面之间的金属对金属密封实现的，最终，密封金属面通过作用在末级内泵壳上的水压力紧贴在一起。运 行 参 数额定工况(90%THA) 最大流量规 范 单 位（保证效率点） （VWO）设计点 单泵最小流 量泵型号 HPT300-330M-5S进水温度 176 182 182 176进水压力 MPa(g) 2.39 2.73 2.84 2.39进水流量 m3/h 947.82 1169.19 1317.81 253.13出水流量 m3/h 947.14 1150.54 1265.82 253.13扬程 M 195
15、3.35 2057.25 2097.72 2275.245效率 % 83.8 83.83 82.36 42.54必需汽蚀余量 M 32.1 44.61 56.73 20.7密封型式 机械密封转速 r/min 4965 5314 5538 4965出水压力 MPa(g) 19.4 20.51 21.03 22.38轴功率 kW 5357.76 6841.38 7879.47 3289抽头压力 MPa(g) 9.27 9.86 9.96 10.46抽头流量 m3/h 0.68 18.65 51.99 0轴承座振动 Mm 0.038接口法兰 进口 MPa(g) 4公称压力 抽头 MPa(g) 16出
16、口 MPa 32进口 Mm 37710抽头 Mm 766接口管子规格(S) 出口 Mm 355.625重量 Kg 10500泵入口滤网阻力 KPa 1525泵入口流量测量装置阻力KPa 20旋转方向 顺时针（从传动端向自由端看）轴承型式 滑动轴承+推力轴承驱动方式 由小汽机驱动3. 前置泵运 行 参 数 额定工况(90%THA) 最大流量规 范 单 位（保证效率点） （VWO）设计点 单泵最小 流量泵型号 FA1D67A进水温度 176 182 182 176进水压力 MPa(g) 1.095 1.28 1.28 1.095流量 m3/h 947.82 1169.19 1317.81 253.13扬程 M 154.43 173.29 185.18 161.73效率 % 78.86 82.22 83.54 38.47必需汽蚀余量 M 3.5 4.2 4.5 1.9密封型式 机械密封转速 r/min 1490 1595 1662 1490出水压力 MPa(g) 2.4
