全双速循环水泵配单元制循环水系统经济性分析

全双速循环水泵配单元制循环水系统经济性分析

重庆松藻电力有限公司 重庆 綦江 401443

摘要：新建2×660MW超临界机组采用4台双速循环水泵配单元制循环水系统设计与每台机组使用一台单速和一台双速循环水泵配扩大单元制系统设计进行比较，说明新建2×660MW超临界机组采用4台双速循环水泵配单元制循环水系统设计经济性更好。 关键词：双速循环水泵；单速循环水泵；单元制；扩大单元制 一、概述

重庆安稳电厂一期工程是2×150MW煤矸石资源综合利用发电机组，于2006年建成投产，现扩建2×660MW国产超临界燃煤发电机组。本扩建工程初步设计采用自然通风冷却塔二次循环冷却方式，每台机配2台循环水泵，每台流量34000m3/h，扬程27m，总出水量为该机最大用水量。循环水系统是火力发电厂重要的辅机系统，是汽轮机冷端优化的重要组成部分，对整个机组一次性投资及相应的运行费用起着重要的影响作用。 二、循环水系统设计现状

现在600MW及以上机组普遍采用立式斜流泵，每台机组配置2台循环水泵，两台机组的4台循环水泵设计为扩大单元制。循环水泵设计为单速，根据季节用水量不同，循环水泵可有一机一泵，一机二泵，二机三泵和一机两泵四种运行方式调节循环水量。采用这种原始的设计和调节方法，冬季循环水温低可能出现1台循环水泵流量过剩，春秋季可能出现3台循环水泵流量不足，4台循环水泵流量过剩，不能

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保证汽轮机在经济运行方式下运行，浪费了大量的电能，致使厂用电率高。

三、双速循环水泵应用现状

针对以上情况，现很多电厂对循环水泵都进行了双速改造，循环水泵配用低速高效双速电机，可增加调节循环水量的灵活性，满足不同季节的供水需要，避免运行泵工作点的严重偏移，提高泵的运行效率。很多电厂因以前循环水系统设计为扩大单元制，大部分改造方案为一台机组两台循环水泵中只改造一台为双速，此种改造方案即可充分利用现有扩大单元制的设备，节约投资，又能达到运行节能的目的，是科学合理的。

四、双速循环水泵节能说明

由离心泵相似定律知，在不大范围内改变泵的转速，660MW机组循环水泵双速电机级数可为16/18级可调，额定功率为3400/2500kW、转速为372（高速）r/min和330（低速）r/min,流量为34000/30160m3/h。可见低速运行时电动机额定功率下降900 kW，下降率26.5%，流量下降3840m3/h，下降率11.3%，起到了节能的效果。 五、全双速循环水泵设计方案经济性分析 （一）节电分析

1、循环水泵运行情况比较

从本地区多数电厂运行情况了解，在冬季，循环水水温低于16℃时，单台机组运行一台低速循环水泵，其水量就可以满足机组运行工况需要，其他季节和负荷可进行多种组合方式调节。

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单机循环水泵单速与双速配置可有以下3种方式，在各月份泵的运行方式如下：

月份

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

全年折算成单台低速泵运行时间

全单速循泵方式 一单一双循泵方式 两台双速循泵方式

一高速 一低速 一低速 一高速 一高速 一高速 两高速 一高速一低速 两台低速 两高速 一高速一低速 一高速一低速 两高速 一高速一低速 一高速一低速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 两高速 一高速一低速 一高速一低速 两高速 一高速一低速 两台低速 一高速 一高速 一高速

0天

180天

240天

2、三种运行方式的经济性分析

与单台机组配两台单速循环水泵进行比较如下，发电生产成本按0.3元/kWh计算。

1）按一单一双循泵的设备配置

全年电量节约量：900×24×180＝388.8（万kWh） 年节约直接费用：388.8×0.3＝116.64（万元） 2）按两台双速循泵的设备配置

全年电量节约量：900×24×240＝518.4（万kWh） 年节约直接费用：518.4×0.3＝155.52（万元） 3、增加投资与降耗效益比较

新建机组情况下，单台双速循环水泵电机比单速循环水泵电机增加设备费用约40万元，对采用一台单速一台双速循环水泵的配置和两台双速循环水泵配置作经济性比较如下。

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一单一双循泵的设备配置全年节能效益116.64万元，双速电机比单速电机增加40万元投资，约四个月收回成本。

两台双速循泵的设备配置全年节能效益155.52万元，双速电机比单速电机增加2×40万元投资，约六个月收回成本。

从上面可见，虽两台双速循环水泵较一单一双循环水泵配置收回成本晚约两个月，但单台机组两台双速循环水泵的年收益远大于一单一双循环水泵的设备配置，从分析情况可知，单台机组配两台双速循环水泵节能效果更好。

六、循环水系统单元制设计方案经济性分析

根据《火力发电厂水工设计规范》DL∕T 5339-2006第5.1.6条规定：“单机容量为200MW及以上的发电厂，宜采用单元制或扩大单元制供水系统。”单元制系统节约出口联络电动蝶阀，联络沟道，入口联络钢闸门等，两台机组将减少投资约100万元。假设泵运行在理想状态下，且泵的流量不随并联台数的增加而减小，2×660MW机组循环水泵在各种运行方式下的总功率和总流量如下：

系统 配置 方式一 方式二 方式三

每机一单速一双速循泵配

扩大单元制系统

总功率总流量

运行方式

（kW） （m3/h） 单机一高速 单机二高速 单机一低速

6800 13600 5000 11800 8400 9300

68000 136000 60320 128320 94320 98160

每机两台双速循泵配

单元制系统

总功率总流量

运行方式

（kW） （m3/h） 单机一高速 单机二高速 单机一低速

6800 13600 5000

68000 136000 60320 128320 120640

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方式四 一低速一高速 方式五 二低速一高速 方式六 二高速一低速

一低速一高速 11800 二低速

10000

由上表可知，方式一到方式四是相同的，方式五比较如下：

方式

参数 总功率（kW） 总流量3

（m/h）

每机一单速一双速循泵配

扩大单元制系统

8400 94320

每机两台双速循泵配

单元制系统

10000 120640

增加率 16% 21.80%

方式五

从上表可见，方式五单机两台双速循泵配单元制系统效率更高。一单一双循泵配扩大单元制系统中，方式六比方式五总功率增加10.7%，而流量接近，只增加了4.1%，方式六效率太低，无使用意义。 七、结论

新建2×660MW超临界机组，采用循环水泵全双速配单元制循环水系统经济性更好，可以充分获得双速循环水泵的节能效益，节约了扩大单元制系统因系统联络增加的初投资，同时使系统简化，系统运行方式灵活性不降低。在实际运行过程中，还应根据负荷、循环水温等参数合理选择循环水泵运行方式，以使凝汽器在最佳背压下工作。 参考文献：

《泵与风机》 中国电力出版社 郭立君 主编 《热力发电厂》 中国电力出版社 郑体宽 主编

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