电动调速给水泵和汽动给水泵的区别与应用

电动调速给水泵和汽动给水泵的区别与应用

给水泵分为定速给水泵和变速给水泵，定速给水泵是以泵出口的节流阀的开度来调节流量，

节流阀的节流损失当转速越高时损失越大，但节流调节给水泵简单，操作方便，易于维护，适用于中、低比转速及容量不大的泵。变速给水泵是以改变水泵的转速来调节流量，节流损失减少，调节阀工作条件好，寿命长，并可低速启动，但设备较复杂，投资费用高，维修量大，适用于大容量泵。变速给水泵变压运行时，负荷越低，变速给水泵的功率消耗越小，而定速给水泵耗功基本不变。为提高给水泵运行的经济性，采用除氧器滑压运行的单元制大机组，都使用变速调节的高速给水泵，转速为5000—8000rpm及以上，其对应的NPSHr(克人口和第一级叶轮人口的压降所必须的净正吸水头)比一般3000rpm水泵高得多，为此早期压除氧器为保证暂态工况给水泵不汽蚀，曾将除氧器布置得比汽包还高(50～60m)。采用1500rpm左右的低速前置泵后，因其NPSHr大为减小，所要求的除氧器布置高度可大幅降低，可以减小土建投资。从技术经济的角度，增设前置泵比单纯提高除氧器布置位置使土建投资增加更为合算，故采用滑压除氧器的机组，几乎全部采用变速给水泵及前置泵。目前参数大容量电厂所用给水泵，为提高运行的经济性均采用速度调节，无级的速度调节有电动调速给水泵和汽动给水泵两种。1电动调速给水泵

电动调速给水泵为适应负荷变化，一般使用变速调节。变速调节需要设置液力偶合器来进行，液力偶合器是利用工作油传递转矩，泵轮与涡轮不直接接触，无磨损，可隔离电动机和泵的振动，减小冲击，利用快速充、排油能做到空载离合，降低起动电流，无级调速，调速范围20一98，适应汽轮发电机组的启、停和大范围负荷变化及滑参数运行的需要，控制方便，可通过手动、遥控及自动进行控制。泵的转速约为5000rpm，300MW以上机组的电动调速给水泵，其启动电流大，耗用的厂用电多，(目前大机组所用给水泵多为国外进口)故其经济性差。与汽动给水泵相比，其优点是系统简单。

2汽动给水泵

汽动给水泵，是通过一个单独的小汽轮机驱动的给水泵。该汽机从抽汽管道上抽取蒸汽，通

过小汽机的转动带动给水泵进行给水，调节泵的转速是通过小汽轮机的调速器控制进汽量来进行的。小汽轮机可采用凝汽式、背压式。小汽机的正常运行，需要相应的汽、水管道系统，调速系统，备用汽源等。汽动给水泵多采用不同轴的串联方式。

汽动给水泵的优点是：

(1)小汽机的容量可以很大，使得大机组的给水泵台数减少；

(2)不耗厂用电，因而可增加对外的供电量；

(3)其转速的调节是通过调节流人小汽机的蒸汽量进行的，效率高于电动调速给水泵中的液

力偶合器；

(4)转速约在5000rpm-8000rpm，使得给水泵的轴较短，短轴刚性好、挠度小，提高了给水泵

运行的安全性；

(5)当电力系统故障或全厂停电时，可保证锅炉供水不问断，提高了电厂的可靠性。

小汽轮机的汽源有：新蒸汽、冷再热蒸汽、热再热蒸汽、主机抽汽。从全厂热经济性来看，采用新蒸汽，其冷源热损失最大，因而经济性差，而热再热蒸汽的热经济性最好。小汽轮机为凝汽式时，蒸汽在小汽轮机内焓降大，采用较低压抽汽即可满足要求，因而多采用热再热蒸汽。由于低压抽汽比容大，小汽轮机易制造，内效率较高，故采用凝汽式小汽轮机对

整个蒸汽的做功能力利用较好，热经济性高。同时它的排汽处理较方便，可直接引人主机凝汽器，或独立设置的凝汽器，后者再用小凝结水泵送往主机凝汽器。它的缺点是，受末级湿度影响，小汽轮机转速提高受末级叶片高度的限制。同时因抽汽压力较低，低负荷切换汽源时，所对应的主机负荷较高(约30-40Pe)。小汽轮机采用背压机时，因蒸汽在汽轮机内

焓降小，要求抽汽压力较高，多采用冷或热再热蒸汽作汽源。其优缺点与凝汽式小汽轮机相反，即热经济性较差，排汽处理较复杂(排汽进人与之压力相近的主机抽汽管内，主机与小汽轮机负荷变化时相互有一定影响)。优点是转速较高(不会受末级湿度限制，一般n≥8000rpm)，低负荷切换汽源对应的主机负荷较低(一般为15Pe)，小汽轮机及其系统投资较少。目前世界上多数大机组的汽动给水泵，采用凝汽式小汽轮机。它们的正常工况汽源为中压缸或中压缸至低压缸连通管上的抽汽。

3给水泵的应用

我国的《火力发电厂设计技术规程》规定，在每一给水系统中，给水泵出口的总容量(即最大给水消耗量，不包括备用给水泵)，均应保证供给其所连接的系统的全部锅炉在最大连续蒸发量时所需的给水量，并留有一定裕度。

(1)我国火电厂，100MW及以下机组，多采用定速给水泵；

(2)规程规定：对125MW、200MW机组，宜配置两台容量各为最大给水量100或三台容量

各为最大给水量50的调速电动给水泵，即宜用电动调速给水泵；对200MW机组，经技术经济比较论证，认为合理时，也可采用汽动给水泵。目前我国的中小电厂多采用电动给水泵，少数采用汽动给水泵(即利用锅炉工业抽汽驱动小汽轮机拖动给水泵，排汽进人除氧器作加热用，可提高经济效益)，电动给水泵大多采用转速一定的交流电动机驱动，依靠液力偶合器进行负荷调节。电动给水泵具有操作简单，负荷适应范围广，占地小等优点。汽动给水泵，需要有蒸汽管路，阀门等部件，运行操作复杂，占地大，没有节流损失。中小电厂，只有无电网或首期工程时，才利用启动锅炉和汽动给水泵来进行锅炉上水。电动给水泵耗用厂用电，汽动给水泵消耗新汽或抽汽。热电厂，当冬季采暖期热负荷最大时，锅炉蒸发量有富余时，可把给水泵切换到汽动给水泵，可节省厂用电。

(3)规程规定：对300MW机组的运行给水泵，宜配置一台容量为最大给水量100或两台

容量各为最大给水量50的汽动给水泵。当运行给水泵为一台100容量的汽动给水泵时，宜

设置一台容量为最大给水量50的调速电动给水泵作为启动和备用给水泵；当运行给水泵为两台50容量的汽动给水泵时，宜设置一台容量为最大给水量25一35的调速电动给水泵作为启动与备用给水泵。当出现下列情况之一，且经技术经济比较后认为合理时，可设置三台容量各为最大给水量50的调速电动给水泵。A、汽轮机本体回热系统及发电机裕量适合于采用电动给水泵作为运行给水泵时；B、采用空冷系统的机组；C、抽汽供热机组。目前国内部分300MW等级机组，除采用两台50容量的电动给水泵作为主泵外，还采用定速泵作为启动、备用给水泵，其特点是，结构简单，没有液力偶合器，但为了与主调速型给水泵并列运行，在定速泵出口必须设置一个大压差调节阀。此阀增加了节流损失，机组负荷越低，节流损失愈大，经济性差。其它300MW机组，不论是湿冷还是空冷，均采用三台50容量的电动调速给水泵，两台运行，一台备用，可提高经济性。故配置电动调速给水泵作启动备用泵，优于定速泵。

(4)规程规定：对600MW及以上机组的运行给水泵，宜配置两台容量各为最大给水量50的

汽动给水泵，且宜设置一台容量为最大给水量25-35的调速电动给水泵作为启动与备用给水泵。目前国内600MW湿冷机组的给水系统，通常配置两台50﹪容量的汽动给水泵和一台容量为30%左右的启动备用电动调速给水泵，当机组负荷较大时，两台汽泵同时投运，用汽为主汽机四段抽汽，排汽进入主汽机凝汽器。国内600MW空冷机组汽动给水泵在高转速、大的变转速范围、双汽源、变进汽参数等不利条件下，直接空冷机组中，汽机的排汽背压高，并且随环境温度环境风向风速大小变化，汽机的进汽量与锅炉的最大连续蒸发量均比湿冷机组大。若采用汽动给水泵并将小汽机排汽排至直接空冷凝汽器时，四段抽汽的可用焓降既小变化又频繁，不利于小汽机安全经济可靠的运行，空冷机组若采用汽动给水泵，会使得汽动给水泵的背压更高，末级变工况范围更大，尾部运行条件更加恶劣，也使得汽动给水泵的汽轮机末端设计难度加大，此外，还需再增设非启动用的喷水装置和背压保护装置。若采用自带凝汽器的汽动给水泵方案，理论上是可行的，然而，增加的凝汽器和冷却系统、凝结水系统，使得投资加大，系统复杂，可靠性降低，并给主厂房布置带来困难。采用电动调速给水泵，有利于增加电厂主汽轮机末级流量，改善极高背压下的小容量流量工况时的

性能。

世界上已运行的600MW等级直接空冷汽轮发电机组，全部采用电动调速给水泵，进行锅炉上水及负荷调节。考虑以上因素，600MW空冷机组，宜采用电动给水泵。国内的IO00MW等级机组，考虑到长期运行的经济性，一般均配有汽动给水泵，同时，为了满足机组启停灵活的要求，大多数电厂同时配有电动给水泵，汽动给水泵的台数和容量，取决于机组容量、设备可靠性、机组在电网中承担的荷载(基本负荷、中间负荷、调峰)以及设备投资等因素。国际上已运行的IO00MW等级机组中，日本电厂多采用2x50%容量汽动给水泵方案，欧洲多采用1×100容量汽动给水泵方案。在配置两台50%容量汽动给水泵的机组中，当一台泵出现故障时，机组仍可带50%及以上额定负荷运行。而一台机组配置一台100容量汽动给水泵，该泵故障时，机组只能降负荷运行，使电厂可用率降低，但是，100容量泵比两台509／6容量泵方案节省投资，相关管道减少，运行经济性高。由于IO00MW机组在电网中主要承担基本负荷，目前IOOMW给水泵小汽轮机的可靠性数据不多，国际上有制造业绩的厂家很少，而给水泵是否能可靠运行，对机组的运行有很大影响，所以国内建设IO00MW机组宜采用汽动给水泵出现故障时，对机组负荷影响较小的2×50汽动给水泵配置，在此基础上，考虑电动调速给水泵的启动、备用功能。如，华能玉环电厂和邹县

电厂四期IO00MW超超临界机组均配置2x50%汽动给水