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1、小型火力发电厂循环水泵的设计比 【摘 要】本文针对2135MW机组火力发电厂湿冷机组的循环水泵的设计方案做了比较。 【关键词】循环水泵;技术经济比较;火力发电厂 引言 西北地区部分火力发电厂因冬季供热,凝气量减少,造成冬、夏季需冷却水量差别较大。本文就以新疆阿勒泰地区某小型火力发电厂为例,对水泵的选择及运行方案进行比较并做结论。 1.概述 本电厂为新建工程,本期容量为2135MW超高压、一次中间再热、单抽、凝汽式机组,配2台超高压、一次中间再热440t/h煤粉锅炉;并预留扩建场地。 现就本期工程的循环水泵是否调速运行提出以下两种方案: 方案一:本期供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水方式
2、,扩大单元制供水系统。2台135MW机组配2座2500m2自然通风冷却塔,塔前设1座集中循环水泵房,泵房内设置4台单速循环水泵。两座冷却塔布置在主厂房的东侧,循环水泵房布置在2座冷却塔西侧中间位置。 方案二:本期供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水方式,扩大单元制供水系统。2台135MW机组配2座2500m2自然通风冷却塔,塔前设1座集中循环水泵房,泵房内设置4台循环水泵,两台单速水泵、两台双速水泵。两座冷却塔布置在主厂房的东侧,循环水泵房布置在2座冷却塔西侧中间位置。 2.循环冷却水量 本期工程安装2台135MW湿冷凝汽式汽轮发电机组,供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水系统。根
3、据机组参数,1台135MW机组在各工况下凝气量为:TRL工况:292.763 t/h,冬季供热工况:100.70 t/h 经供水系统优化计算,凝汽器的夏季冷却倍率取60,春秋季冷却倍率取50,冬季的冷却倍率取45。夏、冬季及凝汽器循环冷却水、辅助设备冷却水和其它附属设备冷却水所需的循环水量如下: 夏季:两台机冷却水量为35132 m3/h;辅机水量为3120 m3/h,共需冷却水量为38252 m3/h; 冬季:两台机冷却水量为9064 m3/h;辅机水量为3120 m3/h,共需冷却水量为12184 m3/h。 3.供水系统布置 本期2135MW机组冷却塔采用2座2500m2的钢筋混凝土双曲
4、线自然通风冷却塔。每台135MW机组配1座2500m2自然通风冷却塔,2台循环水泵。1号机对应的1#冷却塔位于主厂房固定端;2号机对应的2#冷却塔位于主厂房扩建端。循环水泵房至主厂房前压力钢管及主厂房至冷却塔压力钢管均为DN1800钢管,辅助冷却水管为DN600钢管。循环水自流沟为钢筋混凝土结构,断面1.6m1.6m。 4.循环水系统水力计算 本期供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水方式,扩大单元制供水系统。 供水系统阻力计算结果如下: 凝汽器:4.80(3.89)m,静扬程(冷却塔水池水面中央竖井设计水位):9.3m,系统局部和沿程水阻:5.85(4.74)m,富裕量:0.3m;共计:
5、20.25(18.23)m。 注:括号内为冬季供热工况供水系统阻力 5.循环水泵选型比较:单速泵与双速泵的比较 5.1 循环水泵选择 5.1.1 方案一: 根据循环冷却水的流量和扬程,本工程共选四台泵,其中大流量泵2台,小流量泵2台。夏季一机两泵(一台大流量泵,一台小流量泵)运行,冬季一机一泵(一台小流量泵)运行,所选循环水泵参数如下: 大流量泵:2台;流量: 3.62m3/s;扬程:24m;效率:88%;配电动机功率:950 KW;电压:6000V; 小流量泵:2台;流量:1.70m3/s;扬程:19m ;效率:88%;配电动机功率:425 KW;电压: 6000V 5.1.2 方案二: 根
6、据循环冷却水的流量和扬程,本工程共选四台水泵,其中单速泵2台,双速泵两台。夏季一机两泵运行(一泵定速,一泵高速);春秋季一机两泵运行 (一泵定速,一泵低速);冬季一机一泵低速运行。所选循环水泵参数如下: 定速泵:2台;流量: 2.66m3/s;扬程: 21m ;效率: 88%;配电动机功率:710 KW;电压: 6000V。 双速泵:2台;流量: 2.66 m3/s (高速);1.70m3/s(低速);扬程:21m 、19m;效率: 88%;配电动机功率:710KW、425 KW;电压: 6000V。 5.2综合经济性比较 方案一: 循环水泵价格:大流量泵两台,每台单价:105万元;小流量泵两
7、台,每台单价:40万元;共计:280万元。循环水泵运行状况:启停水泵台数控制流量。 方案二: 循环水泵价格:单速泵两台,每台单价:55万元;双速泵两台,每台单价:85万元,共计:290万元。循环水泵运行状况:调整水泵转速调整流量 综合评价:方案一较方案二增加10万元,但方案二较方案一春秋季运行更合理,电耗及水量损失较小。本工程为供热电厂,夏、冬季循环水系统运行工况要求多,方案二运行费用较低,对运行人员的要求也较低。因此,推荐方案二。 6.立式泵与卧式泵的比较 循环水泵有立式和卧式两种,立式泵优点是单独布置,占用场地较小,但价格较卧式泵较贵,泵房高度较高,检修困难。卧式泵占地稍大,但工程实例较多
8、,应用广泛,且价格较立式水泵较低,泵房高度较低,检修方便。 以下是对两种泵在本工程中运用情况的比较。 立式泵: 循环水泵房尺寸:32.4m15m24.2m、每座泵房造价:408.24万元;循环水泵价格:每台单速泵:75万元、每台双速泵:87万元;共计:732.24万元; 卧式泵: 循环水泵房尺寸:36m15m18.5m,每座泵房造价:349.65万元;循环水泵价格:每台单速泵:65万元,每台双速泵:75万元;共计:629.65万元。 7.结论及建议 根据工程总体投资比较,采用卧式泵方案比采用立式泵方案初期投资少102.59万元,且电厂厂内空间较大,立式泵房相较卧式泵房节省的空间并无他用;2台定
9、速2台双速泵结合形式较4台定速泵形势初期投资少10万元。且从运行的角度考虑,对于供热机组,采用2台定速2台双速泵运行控制比较灵活,对运行人员的素质也要求较低,比较适合西部地区的实际情况。 立式泵单独布置,占用场地较小,但价格较贵,泵房高度高,检修困难。卧式泵占地稍大,但工程实例较多,应用广泛,且价格较低,泵房高度低,检修方便,投资较少。 因此,本工程推荐采用4台卧式循环水泵,其中两台定速泵,两台双速泵的方案。 参考文献: 1火力发电厂水工设计规范DL/T5339-2006. 2泵站设计规范GB50265-2010. 作者简介: 沈卉(1986-)女,主要从事火力发电厂水工工艺系统设计。单位:新疆电力设计院土水室。第 6 页 共 6 页