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神华江西国华九江煤炭储备(中转)发电一体化工程(图号:F503C-J01-57)初步设计第四卷热机部分凝结水泵配置及选型专题报告二O一三年七月神华江西国华九江煤炭储备(中转)发电一体化工程(图号:F503C-J01-57)初步设计第四卷热机部分凝结水泵配置及选型专题报告批准:审核:校核:编写:目录1前言..................................................................................................................2 2凝结水泵配置及供货情况.............................................................................2 3凝结水泵配置方案.........................................................................................5 4凝结水泵配置方案初投资比较.....................................................................5 5采用变频装置的经济性分析.........................................................................7 6凝结水泵设变频后除氧器水位调节阀和凝结水再循环调节阀设置分析......................................................................................................................12 7凝结水泵变频运行年收益分析...................................................................14 8凝结水泵配变频综合经济性分析...............................................................15 9结论................................................................................................................16 1【内容摘要】本专题报告对国内现已投运或在建的1000MW机组的凝结水泵配置、100%凝结水泵国产化情况进行了介绍和分析,对凝结水泵配置的多个方案(3×35%、2×50%、3×50%、1×100%、2×100%容量)进行了技术经济比较,分析了凝结水泵采用变频装置的经济性,对凝结水泵设变频后除氧器水位调节阀和凝结水再循环调节阀的设置进行了分析,对凝结水泵配置的多个方案(3×35%、2×50%、3×50%、2×100%容量)设变频后的经济性进行了比较,主要结论:设置变频装置能大幅度减少厂用电,虽然增加变频器增加了初投资,但能在机组全寿命周期(按20年计)内取得更高的综合收益。而带备用泵的方案能避免因泵组故障停运,而导致的机组发电经济效益损失。凝结水泵变频方案由于仍需考虑工频运行工况,建议保留除氧器水位调节阀;为满足凝结水泵变频运行时最小流量要求,匹配机组启停阶段机组凝结水流量和轴封加热器流量的要求,凝结水泵再循环调节阀不能取消;经综合比较,2×100%容量凝泵+变频方案单台机组全寿命期(按20年折现)综合收益最高,比3×35%容量凝泵+变频方案可多约435万元,且运行简单,本工程推荐采用2×100%凝结水泵+变频方案。21前言凝结水泵是火力发电厂主要动力设备之一,其主要作用是将汽轮机凝汽器内的凝结水送至除氧器,同时向汽轮机低压旁路及汽机房内各类减温器提供减温水。鉴于凝结水泵在火力发电厂中起着极为重要的作用,其可靠性直接关系到汽轮发电机组的可用率。因此有必要结合国内的1000MW项目,针九江煤炭储备(中转)发电一体化工程2×1000MW超超临界机组的凝结水泵的设置方式进行专题研究。2凝结水泵配置及供货情况国内现在已投运或在建的1000MW机组电厂较多,部分电厂凝结水泵的配置方式及供货厂商如下表所示:国内已投运或在建1000MW机组凝结水泵情况表表2-1项目名称凝结水泵台数×容量单泵设计流量(t/h)单泵设计扬程(mH2O)供货厂商华能玉环电厂2×100%2215325英国Sulzer(进口)邹县电厂四期3×50%1253318沈阳水泵厂金陵电厂2×100%2450330沈阳水泵厂外高桥电厂三期2×100%2285335英国Sulzer(进口)国电泰州电厂2×100%2435284英国Sulzer(进口)宁海电厂二期3×50%1230330上海KSB台山电厂二期3×50%1230330上海KSB天津北疆电厂一期3×50%1168358上海KSB上海漕泾电厂一期3×50%1286331上海KSB陕西府谷电厂2×100%2700315上海KSB3项目名称凝结水泵台数×容量单泵设计流量(t/h)单泵设计扬程(mH2O)供货厂商华润蒲圻电厂2×100%2283335上海KSB大唐潮州电厂3×50%1220284长沙水泵厂国际上和本工程1000MW超超临界机组容量相近的机组主要集中在欧洲和日本,凝结水泵的配置情况见下表。国外1000MW机组凝结水泵情况表表2-2序号电厂机组容量MW凝泵的配置1松浦#210003×50%2橘湾#110503×50%3橘湾#210503×50%4三隅10002×50%5碧南#410002×50%6常陆那珂#110002×50%+2×50%(凝升泵)7黑泵8003×50%8尼德豪森10282×50%+3×50%(凝升泵)国内大容量电站凝结水泵制造厂主要有:沈阳透平机械股份有限公司、上海KSB泵有限公司、长沙水泵厂等,它们己经拥有许多4300MW和600MW,1000MW亚、超(超)临界机组凝结水泵的制造运行业绩。超超临界百万机组3×35%凝结水泵的参数与亚临界300MW机组配置全容量的国产凝结水泵的参数比较,流量、扬程基本相同,国内厂家完全具备生产及供货能力,运行业绩非常多。超超临界百万机组3×50%凝结水泵的参数与亚临界、超临界600MW机组配置全容量的国产凝结水泵的参数比较,单泵容量低于600MW机组全容量凝结水泵,而扬程基本相当,国内厂家己具备生产及供货能力,运行业绩非常多,也完全可以采用国产设备。沈泵的LTDNB系列凝结水泵的流量范围为85~2560t/h,扬程范围48~360mH2O;上海KSB的NLT系列凝结水泵的流量范围为100~2500t/h,扬程范围32~380mH2O;长沙水泵厂的C720系列凝结水泵的流量范围为230~2000t/h,扬程范围74~332mH2O。国内已投运或在建的1000MW超超临界机组项目采用3×50%凝泵配置方案的,其凝泵设备均为国产,采用2×100%凝泵配置方案的,早期都采用进口产品,目前已逐步国产化,已经有相当的投运和在建业绩。国内各制造厂订货业绩见表2-2。国内主要泵厂1000MW机组部分凝结水泵订货情况表2-2序号制造厂订货情况备注1沈阳透平机械股份有限公司1)3×50%配置:广东平海电厂、安徽芜湖电厂、江苏彭城、浙江苍南电厂等7个电厂2)2×100%配置:华能金陵电厂、江苏常熟电厂2上海KSB泵有限公司1)3×50%配置:浙江宁海电厂二期、天津北疆电厂、辽宁绥中电厂、上海漕泾电厂、安徽铜陵电厂、河南平顶山电厂5个电厂2)2×100%配置:大亚湾核电厂(已投运)、陕西府谷电厂、华润蒲圻电厂53长沙水泵厂3×50%配置:广东潮州电厂、宁夏灵武电厂、河南沁北电厂3个电厂、无100%凝泵采购业绩3凝结水泵配置方案3.1凝结水泵的配置方案结合国内在建和投运的1000MW机组的具体情况,对于本工程凝结水泵的设置可以按以下五种方案考虑:1)方案一:每台机组装设3×35%容量凝结水泵;2)方案二:每台机组装设2×50%容量凝结水泵;3)方案三:每台机组装设3×50%容量凝结水泵;4)方案四:每台机组装设1×100%容量凝结水泵;5)方案五:每台机组装设2×100%容量凝结水泵。3.2凝结水泵的选型本工程凝结水泵选型以VWO工况加上已经颁布的新版《大中型火力发电厂设计技术规范》(GB50660-2011)要求的裕度为基准点,要求所选凝结水泵能在VWO工况下长期安全运行,并要求在TMCR、THA工况下保持高效运行。根据与汽机厂的配合,凝结水泵选型考虑的设计参数如表3-1。凝结水泵设计参数表3-1项目单位3×35%容量2×50%容量3×50%容量1×100%容量2×100%容量流量t/h7801114111422272227扬程mH2O3183183183183184凝结水泵配置方案初投资比较3×35%容量、2×50%容量、3×50%容量、1×100%容量、2×6100%容量五个方案仅会影响凝结水泵周围的布置,即从凝汽器出口凝结水母管到凝结水精处理装置入口母管之间的系统设置,其系统连接如下图所示:对于这五种配置方案,不会影响主厂房尺寸,最大的差别在于凝结水泵组本身的价格差别,连接管道及阀门价差很小,在经济比较中可忽略。相同容量的进口凝结水泵比国产泵贵很多,而国内凝结水泵制造厂已经能够生产所需容量的凝结水泵,这里不再比较分析进口凝结水泵。与凝结水泵厂配合选型后,一台机组的凝结水泵经济比较详见表4-1:7凝结水泵各方案初投资比较(按一台机组)表4-1项目单位3×35%凝泵2×50%凝泵3×50%凝泵1×100%凝泵2×100%凝泵容量(单台设备)t/h7801114111422272227扬程m318318318318318电机功率(单台设备)kW10001450145028502850电压等级kV1010101010凝泵组初投资万元300330495248496土建安装及电控费用万元5140602346单台机组初投资万元351370555271542从上表中可以看出,3×50%容量凝结水泵组初投资最高,而采用1×100%容量的凝结水泵组初投资最低。但是1×100%凝结水泵的方案没有任何备用,虽然现在的凝结水泵可靠性已经很高,但故障仍是可能的,凝结水泵作为机组主要设备,一但发生故障将导致整个机组停机,严重影响机组经济性和寿命,因此对这种方案可不考虑,后面也不再作分析比较。5采用变频装置的经济性分析对于采用工频运行的凝结水泵,机组在任一负荷运行都存在除氧器水位调节阀的节流损失,在低负荷时,除氧器压力降低,而对凝结水泵由于流量降低扬程要增大,除氧器水位调节阀的节流损失更大。若凝结水泵电机采用变频装置,通过降低电机的转速来满足机组低负8荷运行时凝结水流量和压力的要求,对于长时间在低负荷运行的机组而言,节能降耗的效果明显。目前国内新建600MW级以上机组基本上都采用了变频装置,如南埔二期2×670MW超临界机组、国电南宁2×600MW超临界机组、福州三期2×660MW超超临界机组等;而国内投运的1000MW机组中,国电泰州电厂、华能玉环电厂、金陵电厂、嘉兴三期等的2×100%容量的凝结水泵等也采用了变频技术。下面针对3×35%容量凝结水泵不设变频和设变频(三拖三)、2×50%容量凝结水泵不设变频和设变频(二拖二)、3×50%容量凝结水泵不设变频和设变频(三拖三)、2×100%容量凝结水泵不设变频及设变频(一拖二)八种方案进行比较,详见表5-1、5-2、5-3、5-4、5-5(按一台机组)。凝结水泵各方案效率比较(按一台机组)表5-1机组运行模式运行小时3×35%方案3×35%+变频方案凝泵效率泵轴功率kW凝泵效率泵轴功率kW100%THA23000.8124000.81211275%THA22000.8217000.815124050%THA17000.7114980.8065840%T
本文标题:F503C-J01-57凝结水泵配置及选型专题报告
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