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1、俄制500MW机组汽泵改造前后经济性对比摘 要：本文对俄制500MW机组汽泵工改造技术特点进行了分析，对改造后的效果进行了评价，本本次改造所取得的经验对同类型机组的改造具有借鉴与参考意义。关键词：汽泵；改造 分析1.0改造前汽泵情况概述国华盘山电厂1号和2号汽轮机组各配备两台50%容量的汽动给水泵组，当两台汽动给水泵并联运行时可满足主机60%104%负荷的锅炉给水要求。给水泵汽轮机为前苏联K-17系列(OK-18)中的K-11-1.0型凝汽式给水泵汽轮机，配套-950-350主给水泵和ND-160-180-2A型前置泵。小汽机正常工况下由主机四段抽汽供给供汽，当4抽压力低于0.7MPa（或主机
2、工况低于300MW）时切换到电厂辅助汽源（1.57MPa/375），排汽直接进入自带的1200m2小凝汽器。给水泵组设备规范见表1-7-1表1-7-3。表1-7-1 汽动给水泵性能参数项目单位设计参数型号NH-950-340-2型式离心式，七级，套筒式出口压力MPa33.3入口压力MPa2.25许用汽蚀余量m不小于80效率%82+1功率kW不大于10220流量m3/h950入口水温165转速r/min4600+150表1-7-2汽动给水泵前置泵性能参数项目单位设计参数型号ND-160-180-2A型式离心式，单级.卧式，双面进水出口压力MPa2.36入口压力MPa不大于0.98（0.72）许用
3、汽蚀余量m12效率%75功率kW650流量m3/h1065入口水温165+3转速r/min2063+67（1890）表1-7-3 给水泵汽轮机技术性能项目单位设计参数型号OK-18Y-500-2（K-11-10）型式八级、单缸、凝汽式汽轮机额定功率kW11300额定转速r/min4660额定汽压MPa1.027进汽温度377凝结器压力MPa0.009额定蒸汽量t/h74临界转速r/min3260转向从机头看顺时针排汽温度65702.0原给水泵组可靠性统计分析国华盘山电厂两台机组给水泵组安全可靠性较好。从投产至今的可靠性统计来看，1号机组投产以来发生过2次因给水泵组设备故障引起的非计划停运事件和
4、6次非计划将出力事件；2号机组投产以来发生过4次因给水泵组设备故障引起的非计划停运事件和5次非计划将出力事件。两台汽泵都存在低转速轴密封甩水，造成润滑油系统油中进水事件的发生，为此我厂有专门针对汽泵油中进水的措施，为此增加运行人员在启停中操作量和风险。汽泵的轴向推力平衡是推力盘的，启动中磨损较大以后对汽泵的效率影响较大。性能状况：国华盘山电厂给水泵汽轮机由前苏联卡卢加汽轮机厂制造，设计于上世纪七八十年代，受限于当时的设计水平和制造、安装水平，该机在性能上明显落后于当代先进水平。另外经过多年的运行，设备磨损和老化严重，还逐渐产生了一些安全隐患。1）效率偏低影响该汽轮机性能的原因经分析主要有以下几
5、点：该汽轮机设计成型年代早，叶片型线设计技术比较落后，通流叶型损失、二次流损失较大，压力级效率低；进汽采用节流调节方式，调节阀损失较大。按电厂提供的额定工况运行数据：当进汽压力在1.15MPa时调门后压力在0.850.9MPa左右，节流压损高达在21.728%左右，其压损远高于顺序阀序进汽（同类机组一般为57阀顺序进汽），对小汽机性能造成一定影响；前5级动叶为铆接围带，后3级动叶无围带设计，叶顶漏汽损失大，且后3级的拉筋凸台未经优化，末级甚至双拉筋设计，流动损失较大；机组原型设计属模块化设计，可在第五级前直接补汽，但本机用户无补汽需求，导致轴向跨距增大，使得对第4级的余速利用减少，通流设计损失
6、增加。目前国内外汽动锅炉给水泵组效率普遍在64%以上，而根据华北电科院完成的试验，盘电2号机组两台给水泵组平均效率约为49%。根据电厂提供的2010年2月2号主机505MW运行数据，其21号汽动泵泵组效率约为49.7%，其中前置泵+主给水泵组效率72.27%，给水泵汽轮机效率仅为68.77%。表1-7-4 给水泵组效率试验结果参数单位21号汽泵组22号汽泵组500MW隔离500MW不隔离500MW隔离500MW不隔离小汽机进汽流量t/h55.957.9958.8661.2小汽机进汽压力MPa1.041.041.031.03小汽机进汽温度392.52391.16390.74389.53小汽机排汽
7、压力MPa6.457.256.577.31前置泵入口压力MPa0.840.840.840.84主泵出口压力MPa31.1331.3331.1131.32主泵出口流量t/h792.76826.4792.76826.4主泵中间抽头流量t/h7.3377.337主泵转速r/min4336.834365.774363.864396.15泵组效率%50.1651.6647.8249.06小汽轮机及给水泵效率偏低对机组经济性的影响量见表1-7-5：表1-7-5 国华盘山电厂俄制500MW超临界机组给水泵组效率变化对机组经济性影响量项目循环效率%热耗率kJ/(kW.h)发电煤耗g/(kW.h)小汽轮机效率变
8、化0.04693.70.15给水泵效率变化0.03342.60.10注：表中数据为效率每变化1个百分点对经济性的影响量。国华盘山电厂1、2号机组汽动给水泵目前的泵组效率约为49%，即小汽轮机和给水泵效率分别仅约70%，远低于目前国内小汽轮机和给水泵效率均约为80%这一指标，根据表1-3-6所给出的小汽轮机和给水泵效率变化对经济性影响量估计，国华盘山电厂两台俄制500MW超临界机组给水泵组效率偏低导致发电煤耗高约3g/(kW.h)。2）安全问题锅炉给水泵是汽水循环系统的关键设备，给水泵组是主机安全可靠运行的重要保证，而驱动给水泵的给水泵汽轮机可靠运行则是锅炉给水泵正常运行的前提。目前给水泵汽轮机
9、的振动监控仅在前轴承处设置瓦振测点，后轴瓦无任何振动监测点，不利于变工况时的轴系稳定性监控；前5级动叶皆为铆接围带，存在围带磨损与脱落的安全隐患（国内已有不少机组出现铆接围带脱落事故），其结构安全性远不如自带冠叶片；低压末级、次末级叶片叶顶进汽边水蚀严重，进汽边被腐蚀出12mm的坑，容易诱发水蚀裂纹，威胁机组的安全运行；机组属前苏联产品，获取产品备品备件困难，如与主泵相连的弹性盘式联轴器就难以获取备件，极大地影响了泵组的可维护性；汽泵在启动过程中轴端甩水现象严重，造成油中进水，使给水泵汽轮机润滑油中含水超标，影响系统启动和安全，同时造成高品质水源浪费。机组正常运行时21号汽泵在低转速时甩水严重
10、，运行中低压侧甩水，影响润滑油含水指标；随着主机工况的降低，给水泵组运行效率下降很快，并列运行的两台泵组在相同转速时出力明显不同，流量偏差大， 21号汽泵出力和22号汽泵偏差较大，21号汽泵出力低，在500MW时流量相差达到150-170t/h，威胁泵组协调运行；22号给水泵1、2号瓦水平和垂直方向振动振幅和振速超标。11号给水泵1号瓦垂直方向振速超标；21号汽泵平衡室压力高报警，正常2.25MPa，实际高达3.45MPa。3.0汽泵改造前后的参数对比：机组负荷11转速改造后11转速11出口流量(T/H)改造后11出口流量(T/H)12转速改造后11转速12出口流量(T/H)改造后12出口流量
11、(T/H)300MW3911450346647939394500450449350MW3988462152254540164620504518400MW4104477761263641284773585610450MW4203495967871042304953640689500MW4336512475677943655124714752给水泵组效率比较参数单位500MW汽泵组改造前参数汽泵改造后小汽机进汽流量t/h57.9929.80小汽机进汽压力MPa1.041.06小汽机进汽温度391.16400小汽机排汽压力MPa7.258.21前置泵入口压力MPa0.840.83主泵出口压力MPa31.3330.52主泵出口流量t/h826.4793.8主泵转速r/min4365.775168通过比较发现汽泵改造后蒸汽流量降低，汽机的效率提高了。改造后汽泵轴端甩水问题彻底的解决，在汽泵启停时，不用在做防止油中进水的措施，降低启动风险和减少人员操作。4 .0结论汽泵改造提高了能源的利用效率，达到了节能降耗的目的，降低了汽泵启停的油中进水的风险及人员的操作风险。
