小型火力发电厂循环水泵的设计比

小型火力发电厂循环水泵的设计比沈卉王超/新疆电力设计院[摘要] 本文针对2X 135MW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2X 135MW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. 70t/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 m2/h;辅机水量为3120 m/h,共需冷却水量为38252 m'/h;冬季:两台机冷却水量为9064 m"/h;辅机水量为3120 m'/h，共需冷却水量为12184 m'/h;3供水系统布置本期2X135MW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. 6mX 1.6m。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) mo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- -机-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. 62m'/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. 70m2/s;扬程: 19m ;效率: 88%; 配电动机功率: 425 KW;电压: 6000V5.1.2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- -机两泵运行(一-泵定速，- 泵高速);春秋季-机两泵运行(- -泵定速，一泵低速);冬季- -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. 66m'/s;扬程: 21m ;效率: 88%; 配电动中国煤化工6000V。双速泵: 2台;流量: 2. 66m/s (高速); 1. 70m'/s (低速);扬程: 21YHCNMHG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- -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. 4mX 15mX24. 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: 36mX 15mX 18.5m,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。中国煤化工YHCNMH G