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，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：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，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