取消电动给水泵可行性研究

张芮

（大唐东营发电有限公司山东东营257091）

摘要：按照传统设计，300MW以上机组一般每台机组都配有电动给水泵或几台机组共用1台电动给水泵作为启动给水泵。本专题论证利用2台50t/h启动锅炉的富裕容量，取消启动用电动给水泵的可行性研究。经研究，本工程取消启动用电动给水泵是可行的。综合比较，可节约工程造价597.36万元人民币。

关键词：电动给水泵；启动用电动给水泵；启动锅炉

1.问题的提出

在厂外汽源尚未最终落实的情况下，启动锅炉是新建大型火力发电厂不可缺少的辅机设备，是电厂第1台机组启动时向辅助蒸汽系统供汽的唯一汽源，它直接影响机组的安全启动。合理地选择启动锅炉的容量和蒸汽参数以满足机组启动，使其既能满足机组安全启动的要求，又能取消启动用电动给水泵，对于节约建厂投资是十分重要的。

启动锅炉一般在新建电厂中配置，主要功能是在机组启动时为锅炉热态清洗、除氧器预暖及低负荷加热、汽机轴封、给水泵汽轮机、暖风器等各用汽点提供满足压力、温度及流量等参数要求的辅助蒸汽。值得指出的是，以上各用汽并不是同时存在，即可以错峰使用辅助蒸汽；启动阶段必须的辅助蒸汽有：除氧器低负荷时加热蒸汽、汽轮机轴封用汽、等离子点火暖风器用汽、给水泵汽轮机启动用汽以及灰斗加热蒸汽。另外，直流锅炉启动清洗时的辅助蒸汽耗汽量很大，对启动锅炉的容量选择也至关重要。通过对机组启动过程各阶段用汽量分析和计算，对取消启动用电动给水泵及对启动锅炉的容量进行论证。

2.启动锅炉形式的选择

根据《启动汽源研究》专题，本工程暂按设置2台50t/h容量，1.27MPa（g），350℃参数的燃油快装启动锅炉来供应启动汽源。

3.取消启动电动泵可行性研究

能否取消电动给水泵的关键点是，2台50t/h的启动锅炉总产汽量能否满足取消电动泵后的汽动给水泵用汽量与其他各用户用汽量之和。

3.1锅炉冷态清洗工况所需蒸汽量

对于超超临界直流炉来说，由于锅炉点火前对给水品质有着比较严格的要求。为此，通常机组在初次启动或长期停炉后再次启动前，需对锅炉进行清洗。锅炉清洗包括冷态清洗和热态清洗两个阶段。上海锅炉厂推荐冷态清洗时，清洗流量为25%~30%BMCR，清洗水温为105~120℃，本工程按清洗流量687t/h（25%BMCR流量），清洗水温度105℃，计算锅炉冷态清洗所需加热蒸汽量为79t/h，冷态清洗水也要由汽动给水泵送至锅炉，汽动给水泵此时所需蒸汽量为20t/h。首炉启动时冷态清洗所需蒸汽量需由启动锅炉提供，所以启动锅炉的容量首先需满足锅炉冷态清洗蒸汽量与汽动给水泵所需汽量之和，因此启动锅炉容量需不小于99t/h。2台50t/h的启动锅炉刚好可满足冷态清洗工况对蒸汽量的要求，实际清洗时给水温度可略低于105℃。

3.2锅炉热态清洗工况所需蒸汽量

锅炉冷态清洗完毕后，还需热态清洗，热态清洗分为热态开式冲洗和热态循环清洗。上海锅炉厂推荐的热态清洗流量和水温与冷态清洗一致，热态清洗时，锅炉点火，将水冷壁出口水温控制在150~190℃进行清洗。上海锅炉厂认为热态开式冲洗可根据凝结水精处理等设备的要求和能力不同相应增加或取消，即热态开式冲洗并非必要的。本工程热态开式清洗时，可采用适当减小流量，增加冲洗时间或者减小进入锅炉的清洗水温（例如80~90℃）的方法进行。

热态循环清洗时，需要给水系统的补水量为BMCR工况下的7%给水量，约200t/h，水温105~120℃，即使热态清洗水在除氧器内由20℃加热至150℃，经计算热态清洗水所需辅助蒸汽量最多为45t/h。此时给水泵汽轮机所需蒸汽量为20t/h，热态冲洗时锅炉暖风器已投入，暖风器所需蒸汽量为15t/h。总计80t/h，2台50t/h启动锅炉也可完全满足要求。

3.330%THA工况

设有启动用电动给水泵的系统，电动给水泵与汽动给水泵的切换点为机组30%THA工况点，此时电泵停止工作。因此取消电动给水泵后，30%THA工况及以下时给水泵汽轮机的用汽量也需由启动锅炉承担。

根据上海汽轮机厂热平衡图，经计算在30%THA工况，给水泵汽轮机最大用汽为30t/h，主汽轮机与给水泵汽轮机轴封用汽量约为7.5t/h，除氧器加热蒸汽量为25t/h，等离子点火暖风器蒸汽用量15t/h，灰斗加热用汽4t/h，总计81.5t/h辅助蒸汽量。2台50t/h启动锅炉也可满足要求。

综上所述，取消启动用电动给水泵是可行的。2台50t/h的启动锅炉可满足机组启动的用汽要求和给水泵汽轮机的用汽要求。

4.初投资对比

4.1设备初投资对比

参考《火电工程限额设计参考造价指标》，启动用电动给水泵组本体价格为620万元，如果考虑与电动给水泵组相连接的管道、管件、支吊架、阀门等，电动给水泵组的总造价约850万元。

根据《启动汽源研究》专题，两台50t/h的燃油启动锅炉，初投资约715万元。由第4章可以看出，无论是否设置启动用电动给水泵，在锅炉冷态清洗工况、锅炉热态清洗工况或30%THA工况时，单台50t/h的启动锅炉也是不满足要求的，依然要设置2台50t/h的启动锅炉。因此取消启动电动给水泵后可节约设备初投资约850万元左右。

4.2首次启动初投资对比

取消电动给水泵后，机组首次启动时的锅炉冲洗、吹管及冷态启动时所需的给水，要由汽动给水泵供给，有必要对取消电泵和不取消电泵在此阶段的运行费用进行比较，由于机组尚未投运，此阶段的运行费用尚属于初投资范畴。

按照上海锅炉厂提供的资料，冷态开式清洗1天，3小时，冷态循环清洗4～5天，每天12小时；热态开式清洗1天，约5小时，热态循环清洗6～7天，每天12小时。锅炉吹管暂按30%BMCR给水量，吹管时间3~4天，每天10~12小时。根据机炉联合启动曲线，机组每次冷态启动到达30%THA工况的时间约5小时。表4.2-1给出了首次启动时汽动给水泵的运行费用。

表4.2-1首次启动时汽动给水泵运行费用

注：燃油价格按6000元/吨；50t/h的燃油启动锅炉的耗油量为4t/h。

电动给水泵一般按照25~30%容量配置，在以上各工况时，电动机的轴功率约为3000kW，按照运行时间205小时计算，总耗电量为615000kWh，东营地区工业电价为629.32元/MWh，如设置电动给水泵，首次启动阶段的运行费用约为38.8万元。

取消电动给水泵后，机组首次启动时的锅炉冲洗、吹管及冷态启动的运行费用增加约202.64万元。

5结论

综上所述，在本工程不设电动启动给水泵情况下，分别对首台机组启动时的各个工况下机组耗汽量进行分析和计算，最终确定选用2台50t/h燃油快装启动锅炉（1.27MPa，350℃），可以满足机组的启动用汽要求并可取消启动用电动给水泵，并可节约工程造价597.36万元。