摘要：闡述了百萬(wàn)等級(jí)超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組鍋爐給水泵配置優(yōu)化對(duì)提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性方面的重要意義。分析了國(guó)內(nèi)外大機(jī)組的給水系統(tǒng)設(shè)備配置及運(yùn)行情況以及外高橋三期工程采用100%鍋爐給水泵組、自帶凝汽器、取消電動(dòng)給水泵的背景。介紹了外高橋三期工程給水泵汽輪機(jī)的特殊配汽機(jī)構(gòu)型式、特殊轉(zhuǎn)子焊接技術(shù)及系統(tǒng)汽源配置情況，確保機(jī)組在暫態(tài)工況發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)汽源的安全順利切換，同時(shí)汽源的設(shè)置兼顧機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。分析了防止給水泵汽蝕的措施，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的布置對(duì)安全運(yùn)行及降低造價(jià)的重要意義，介紹了機(jī)組調(diào)試過(guò)程中給水泵組全程調(diào)速的成功實(shí)施，為百萬(wàn)等級(jí)汽輪機(jī)組超超臨界技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

Abstract: This study presents the significance in improving the unit operation economy and security through the optimization of boiler feedwater pump configuration in 1000MW class ultra-supercritical power generation units. It analyzes the facility configuration and operation status of the feedwater system in large power generation units of our country and overseas， and states the background of applying 1X100% boiler feedwater pump set， its turbine with its own condenser， and canceling the motor driven feedwater pump in Waigaoqiao Phase 3 project. It introduces the special steam inlet configuration of boiler feedwater pump turbine， the special welding rotor technology and the steam system design. This design can ensure the steam safe changeover when the unit is at the transient condition and at the same time consider the unit long time efficient operation with this steam supply. It also displays the measures of avoiding the pump cavitations and the significance of safe running and investment reducing by the equipment layout on site. It introduces the successful implementation of the pump set full speed range operation during the unit commissioning， this establishes the advantaged condition for the development of 1000MW power generation units.

關(guān)鍵詞： 1000MW，超超臨界，F(xiàn)CB，給水泵，給水泵汽輪機(jī)

Keyword: 1000MW， Ultra-supercritical， FCB， Boiler Feedwater Pump， Boiler Beedwater Pump Turbine

0．引言 上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司（下稱：外高橋三期工程）建設(shè)兩臺(tái)1000MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組，其鍋爐為超超臨界一次中間再熱、燃煤直流塔式鍋爐。主要參數(shù)為：蒸發(fā)量2955t/h；主蒸汽溫度/壓力：605℃/28MPa；再熱蒸汽溫度/壓力：603℃/6.4MPa。汽輪機(jī)為四缸四排汽、單軸反動(dòng)凝汽式雙背壓汽輪機(jī)。額定功率1000MW，最大功率1060MW（2955t/h）。旁路系統(tǒng)配置了100%BMCR高壓旁路，該旁路兼作鍋爐高壓安全門，低壓旁路容量為65%BMCR，另配100%再熱安全門。給水系統(tǒng)配置1×100%BMCR汽動(dòng)給水泵，帶獨(dú)立凝汽器，不配電動(dòng)給水泵。 本工程要求機(jī)組具備電網(wǎng)故障時(shí)帶廠用電運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的快速恢復(fù)，以及機(jī)組主設(shè)備跳閘時(shí)，機(jī)組具備快速重新啟動(dòng)并投入運(yùn)行的能力，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，為此，機(jī)組連鎖保護(hù)的原則如下： a. 電網(wǎng)故障，主變壓器出口開(kāi)關(guān)跳閘，汽輪發(fā)電機(jī)快速減負(fù)荷至帶廠用電作孤島運(yùn)行(1)（FCB）； b. 發(fā)電機(jī)跳閘，汽輪機(jī)甩負(fù)荷維持3000rpm運(yùn)行； c. 汽輪機(jī)跳閘，鍋爐通過(guò)旁路系統(tǒng)維持運(yùn)行； d. 鍋爐跳閘，鍋爐給水系統(tǒng)維持運(yùn)行。 由于以上要求，鍋爐給水泵組成為外高橋三期工程要求最高的設(shè)備。其配置成為系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。為了滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，首先對(duì)國(guó)內(nèi)外的火力發(fā)電機(jī)組給水泵組配置情況作了深入的調(diào)研和分析。 1．國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電機(jī)組給水泵組配置基本情況 1.1 國(guó)內(nèi)火力發(fā)電機(jī)組給水泵組配置現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)300MW以上火力機(jī)組，絕大部分采用2×50%汽動(dòng)給水泵加一臺(tái)電動(dòng)給水泵的方案。百萬(wàn)等級(jí)機(jī)組也大多數(shù)采用該配置方案，如：外高橋二期工程2X900MW機(jī)組，配置2×50％汽動(dòng)給水泵和1×40％啟動(dòng)/備用電動(dòng)給水泵；華能玉環(huán)電廠4X1000MW機(jī)組，配置為2×50％汽動(dòng)給水泵和1×25％啟動(dòng)電動(dòng)給水泵；國(guó)電泰州電廠和華電鄒縣電廠四期2X1000機(jī)組，給水系統(tǒng)的配置均為2×50％汽動(dòng)給水泵和1×30％啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。 1.2 國(guó)外火電機(jī)組給水系統(tǒng)配置現(xiàn)狀 日本大多數(shù)火力機(jī)組鍋爐給水泵的配置情況與中國(guó)的配置方案相同，采用2×50%汽動(dòng)給水泵加一臺(tái)電動(dòng)給水泵的方案。 德國(guó)近年來(lái)新建的百萬(wàn)級(jí)超（超）臨界機(jī)組，給水泵的配置均采用1×100%汽動(dòng)給水泵和2×40％啟動(dòng)/備用電動(dòng)給水泵。其中典型電廠主要有NIEDERAUSSEM電廠，Boxberg電廠，Lippendorf電廠和黑泵電廠。 美國(guó)AEP 公司早在上世紀(jì)50年代末就開(kāi)始采用單臺(tái)鍋爐給水泵，取得了豐富的成功經(jīng)驗(yàn)。AEP 公司先后于1973年到1989年之間投入運(yùn)行的6臺(tái)1300MW超臨界機(jī)組（Amos 3、Gavin 1、Gavin 2 、Mountaineer 1、Rockport 1、Rockport 2電廠）配置了1×100%汽動(dòng)鍋爐給水泵組，其給水泵的容量為49.4MW，不設(shè)置電動(dòng)給水泵，至今運(yùn)行情況良好。 2．國(guó)內(nèi)、外大機(jī)組配置鍋爐給水泵的設(shè)備運(yùn)行情況分析 2.1國(guó)內(nèi)大機(jī)組配置常規(guī)鍋爐給水泵的設(shè)備運(yùn)行情況分析 外高橋三期工程開(kāi)始方案設(shè)計(jì)時(shí)，我國(guó)除了上海外高橋二期工程，還沒(méi)有百萬(wàn)等級(jí)大機(jī)組的投產(chǎn)發(fā)電，因此我們對(duì)該工程運(yùn)行情況進(jìn)行了分析。 從上海外高橋二期工程設(shè)備配置情況分析，技術(shù)上，一方面發(fā)展到超臨界以上，鍋爐給水系統(tǒng)揚(yáng)程大大提高；另一方面，隨著機(jī)組容量的增加，給水流量也相應(yīng)增加，給水泵及其汽輪機(jī)的設(shè)備造價(jià)大幅度提高，所以保證設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。SIEMENS在外高橋二期工程機(jī)組熱工保護(hù)設(shè)定時(shí)就考慮這方面的因素，設(shè)置給水泵的左、右邊界保護(hù)，圖1是西門子為外高橋二期工程給水泵設(shè)置的邊界保護(hù)曲線。當(dāng)給水泵運(yùn)行點(diǎn)偏離PQ曲線的允許范圍Qmin和Qmax，熱工保護(hù)跳閘鍋爐給水泵。隨著系統(tǒng)給水壓力的提高，并聯(lián)運(yùn)行的給水泵在電動(dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵、汽動(dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵切換時(shí)，由于流量波動(dòng)，出口逆止門抖動(dòng)，很容易造成設(shè)備偏離允許運(yùn)行范圍。外高橋二期給水系統(tǒng)的運(yùn)行就證明了這一事實(shí)，在機(jī)組調(diào)試階段大約有70%的機(jī)組跳閘由此引起，因此必須解決這一問(wèn)題。 2.2 國(guó)外大機(jī)組配置單臺(tái)鍋爐給水泵的設(shè)備運(yùn)行情況調(diào)研 為在外高橋三期工程中解決外高橋二期工程調(diào)試和運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)主要方案進(jìn)行研究。為此，2005年12月對(duì)美國(guó)1300MW機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行了調(diào)研。通過(guò)考察美國(guó)Mountaineer電廠單臺(tái)1300MW機(jī)組，我們了解到，該機(jī)組于1980年9月投入商業(yè)運(yùn)行，并在電網(wǎng)中執(zhí)行調(diào)峰任務(wù)，機(jī)組負(fù)荷控制在500MW-1325MW之間。在機(jī)組運(yùn)行的25年中，累計(jì)有6次強(qiáng)迫停機(jī)是由于給水泵及給水泵汽輪機(jī)的附屬設(shè)備所引起的，給水泵及其汽輪機(jī)本體未發(fā)生過(guò)重大故障。1987年3月17日，該廠創(chuàng)造了連續(xù)運(yùn)行607天的記錄。因給水泵及其汽輪機(jī)的原因造成的機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率小于0.2％，且沒(méi)有發(fā)生因需要更換給水泵或汽輪機(jī)部件而使機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間計(jì)劃外停運(yùn)的情況。該廠鍋爐給水泵由美國(guó)英格索蘭公司提供，給水泵汽輪機(jī)由原BBC公司(現(xiàn)ALSTOM公司)提供。 而通過(guò)進(jìn)一步的調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，目前世界上德國(guó)在大型800MW到1000MW超（超）臨界火電技術(shù)領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，其給水泵組的運(yùn)行相當(dāng)穩(wěn)定，設(shè)備強(qiáng)迫停運(yùn)率為0.18168%，與美國(guó)Mountaineer電廠1300MW機(jī)組相當(dāng)。而其常規(guī)配置的機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率為0.3028%，因此，采用100%鍋爐給水泵組運(yùn)行可靠性將大大提高。 3．給水泵配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 外高橋三期工程設(shè)備招標(biāo)確定2個(gè)給水泵及其汽輪機(jī)配置方案： 方案a. 每臺(tái)機(jī)組配置1×100％汽動(dòng)給水泵+1×50%啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，給水泵汽輪機(jī)排汽不排入主機(jī)凝汽器； 方案b. 每臺(tái)機(jī)組配置2×50％汽動(dòng)給水泵+1×40%啟動(dòng)/備用電動(dòng)給水泵，兩臺(tái)給水泵汽輪機(jī)排汽排入主凝汽器。 100％方案與50％方案在技術(shù)上的比較見(jiàn)表1。 表1方案a與方案b設(shè)備效率比較 設(shè)備名稱 由表1可見(jiàn)，兩個(gè)方案設(shè)備效率存在較大差異，給水泵效率變化引起輸入功率變化見(jiàn)表2。 表2方案a與方案b軸功率比較

方案 流量t/h 泵揚(yáng)程m 抽頭流量t/h 抽頭揚(yáng)程m 效率 密度 kg/m3 軸功率KW 泵組軸功率 KW 軸功率取值KW 差值KW 100%前置泵 2990 245 88.15% 882.9 2262 32932 32992 1892 100%主泵 2880 3357 110 1319 87.10% 882.9 30670 2x50%前置泵 2x1495 245 85.94% 882.9 2320 33640 34884 2x50%主泵 2x1440 3357 2x55 1319 85.29% 882.9 31320

采用方案a的給水泵汽輪機(jī)，在額定工況下，其投標(biāo)保證效率為87.01%，比方案b的效率81%大大提高，汽耗從5kg/kwh下降到4.5035kg/kwh，另外考慮上述給水泵功率的增加，機(jī)組運(yùn)行在額定工況點(diǎn)的情況下，從第五級(jí)返回主汽輪機(jī)作功的能量見(jiàn)表3。 表3方案a與方案b節(jié)能效果比較

項(xiàng)目 汽耗kg/kwh A5抽汽焓值kJ/kg 低壓缸排汽焓值kJj/kg 給水泵功率KW 從主機(jī)取出熱量kJ/h 返回主機(jī)作功熱量kJ/h 相當(dāng)于標(biāo)煤kg/h 方案a 4.503 3191.9 2308.3 32992 131270245.6 22847266.41 779.5839 方案b 5 3191.9 2308.3 34884 154117512

從上述表1、2、3可知，采用方案a后設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性大大增加，大大減少了煤炭資源的消耗，同時(shí)減輕了環(huán)境污染的壓力。 另外，方案b的電動(dòng)給水泵所需軸功率20186KW，相應(yīng)的電機(jī)功率取23213KW，如此大的電動(dòng)給水泵，在世界范圍內(nèi)大容量電機(jī)及配置電氣系統(tǒng)開(kāi)關(guān)制造是一大難題，外高橋二期的電動(dòng)給水泵電機(jī)功率為14200KW，在電氣設(shè)備上采取了相應(yīng)措施后才得以實(shí)現(xiàn)。若外高橋三期工程配此電泵，在緊急情況下，該泵緊急啟動(dòng)將承擔(dān)機(jī)組的部分負(fù)荷，維持機(jī)組的運(yùn)行，但突然啟動(dòng)將對(duì)電氣系統(tǒng)產(chǎn)生重大沖擊。 外高橋三期工程給水泵及汽輪機(jī)設(shè)備投標(biāo)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，方案a的價(jià)格低于方案b。 基于以上結(jié)果，我們最終選擇了1×100%汽動(dòng)給水泵、且不配電動(dòng)給水泵的方案。為能滿足機(jī)組的調(diào)試及投產(chǎn)后啟動(dòng)的要求，給水系統(tǒng)能提前投入運(yùn)行，1×100%汽動(dòng)給水泵配備獨(dú)立的凝汽器。 4．給水泵配置優(yōu)化方案的設(shè)備特點(diǎn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、布置特點(diǎn)及運(yùn)行情況分析 4.1 給水泵汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

外高橋三期工程給水泵汽輪機(jī)的配汽機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)汽源設(shè)置具有能進(jìn)行汽源平滑切換的特殊設(shè)計(jì)，確保了鍋爐不斷水。其特殊的進(jìn)汽方式由德國(guó)ALSTOM公司設(shè)計(jì)，并確定由ALSTOM公司提供整套給水泵汽輪機(jī)。該公司曾為美國(guó)Mountaineer電廠以及目前德國(guó)所有800MW以上電廠提供給水泵汽輪機(jī)。圖2為給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽部分簡(jiǎn)圖。 由圖2可知，工作汽源流過(guò)主汽閥1和控制閥1、2進(jìn)入噴嘴組1、2，確保正常運(yùn)行的最佳經(jīng)濟(jì)性，備用汽源通過(guò)主汽閥2和控制閥3流入噴嘴組3，確保鍋爐最大出力時(shí)的蒸發(fā)量及100%高壓旁路的減溫水量。汽輪機(jī)進(jìn)汽室分成3個(gè)區(qū)域，其中二個(gè)為工作汽源進(jìn)汽口，連接五級(jí)抽汽進(jìn)汽控制閥1，2，另一個(gè)為備用蒸汽冷再熱蒸汽進(jìn)汽口，連接冷再熱進(jìn)汽控制閥3。每個(gè)進(jìn)汽口裝有噴嘴組，由于備用汽源的壓力參數(shù)高于正常運(yùn)行時(shí)的五級(jí)抽汽，裝于冷再熱進(jìn)汽口的噴嘴組強(qiáng)度高于五級(jí)抽汽的進(jìn)氣口噴嘴組強(qiáng)度。噴嘴組出口為控制葉輪，見(jiàn)圖3，蒸汽直接進(jìn)入控制葉輪膨脹作功后繼續(xù)進(jìn)入壓力級(jí)作功，整機(jī)只有一個(gè)控制葉輪，雙流汽輪機(jī)的另外一側(cè)只有壓力級(jí)，蒸汽在控制葉輪后分成兩路，一路沿著控制葉輪出口流向壓力級(jí)，另一路通過(guò)三個(gè)噴嘴組之間的空檔反向流入雙流汽輪機(jī)的另一側(cè)，噴嘴組與控制葉輪之間的漏汽也進(jìn)入反向作功。

ALSTOM公司的獨(dú)有焊接轉(zhuǎn)子技術(shù)確保了方案的實(shí)施?？刂迫~輪為整體鍛造結(jié)構(gòu)的金屬環(huán)見(jiàn)圖4，采用鉆孔磨制工藝加工動(dòng)葉輪，該技術(shù)由ALSTOM公司在上世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)，已經(jīng)應(yīng)用于60多臺(tái)不同出力的汽輪機(jī)。該動(dòng)葉環(huán)采用埋弧焊技術(shù)與轉(zhuǎn)子焊接成整體。 在給水泵方面，我們從高性價(jià)比的角度考慮，采用進(jìn)口鍋爐給水泵，由英國(guó)SULZER公司設(shè)計(jì)制造，前置泵型號(hào)為HZB402-720，主泵型號(hào)為HPT500-505-5s。 4.2 給水泵汽輪機(jī)汽源設(shè)計(jì)特點(diǎn) 有了上述特殊設(shè)計(jì)的給水泵汽輪機(jī)，要保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，還必須要有充足且品質(zhì)合格的汽源。外高橋三期工程和常規(guī)配置的給水泵汽輪機(jī)一樣，設(shè)有高壓汽源和低壓汽源兩種，分別接自高壓缸排汽即冷再熱蒸汽和中壓缸五級(jí)抽汽，從熱平衡圖可知，這兩種汽源在機(jī)組的各種工況下溫度是接近的。原來(lái)輔助蒸汽也作為調(diào)試啟動(dòng)及將來(lái)運(yùn)行備用蒸汽，工程初期，由外高橋二期冷再熱蒸汽經(jīng)減壓后提供，運(yùn)行壓力設(shè)置為15bar。經(jīng)常工況下二期冷再熱蒸汽經(jīng)等焓節(jié)流后的輔助蒸汽的溫度僅為260℃左右，而給水泵汽輪機(jī)的工作及備用汽源溫度在370℃左右，溫差達(dá)到100k以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)ALSTOM規(guī)定的50k上限。當(dāng)一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，鍋爐發(fā)生MFT后，由于上述溫差原因，給水泵汽輪機(jī)緊急停機(jī)，此時(shí)輔助蒸汽僅作為啟動(dòng)用汽，一方面輔助蒸汽暖管需要相當(dāng)時(shí)間，另一方面熱態(tài)停機(jī)后給水泵汽輪機(jī)金屬溫度從360℃冷卻到啟動(dòng)允許值的時(shí)間特別長(zhǎng)，這樣機(jī)組恢復(fù)供電的時(shí)間很漫長(zhǎng)。外高橋三期工程二臺(tái)機(jī)組投運(yùn)后，輔助蒸汽由本期的一臺(tái)機(jī)組提供，理論上輔助蒸汽的溫度將在310℃到370℃之間，可見(jiàn)也有超出溫差允許范圍的可能。為此采用了如圖5所示的汽源配置新方式。在一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)外高橋二期的冷再熱蒸汽（320℃）不經(jīng)減壓直接引向給水泵汽輪機(jī)的冷再主汽門前，外高橋三期工程的兩臺(tái)機(jī)組投運(yùn)后，冷再熱蒸汽互為熱備用或冷備用。事實(shí)證明，輔助蒸汽由外高橋二期冷再熱蒸汽提供時(shí)，經(jīng)管路熱損失后其溫度僅為240℃左右，更難保證溫差要求。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，輔助蒸汽除給水泵汽輪機(jī)軸封用汽外，別無(wú)其他用戶，輔汽母管內(nèi)的蒸汽溫度無(wú)法維持。采用新方案后，給水泵汽輪機(jī)的備用蒸汽冷再熱管道間可以采取相互伴熱措施，使其始終接近運(yùn)行溫度，符合規(guī)程要求的溫差條件。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，二期冷再熱蒸汽作為冷備用，可大大減少重新啟動(dòng)的時(shí)間。 4.3 給水泵布置設(shè)計(jì)特點(diǎn) 在設(shè)備的布置方面，采取相當(dāng)措施確保安全，給水泵組由傳統(tǒng)的17米層布置移至8.6米層，大大提高了給水前置泵的汽蝕余量，凝汽器下降解決了小機(jī)循環(huán)水的壓頭不足問(wèn)題，給水泵汽輪機(jī)的下降節(jié)約了凝汽器接頸設(shè)備的投資，除氧器由原來(lái)的45米下降到40米，在未耗盡給水泵下降帶來(lái)的汽蝕余量同時(shí)，除氧間結(jié)構(gòu)的費(fèi)用大大下降。為了進(jìn)一步確保前置泵的汽蝕余量，與歐洲典型設(shè)計(jì)一樣，還采用冷再熱蒸汽通過(guò)負(fù)安全閥向除氧器緊急供汽，防止暫態(tài)發(fā)生時(shí)除氧器供汽中斷。不過(guò)，在第一臺(tái)機(jī)組的調(diào)試階段，由于冷再熱蒸汽未調(diào)試好，曾發(fā)生過(guò)一次前置泵汽蝕導(dǎo)致機(jī)組跳閘，原因是由于除氧器給水下降管道的流速取值較低，為2m/s，暫態(tài)工況下的換水速率不夠造成， 4.4機(jī)組投運(yùn)后設(shè)備的運(yùn)行狀況分析 2008年3月15日和16日，外高橋三期工程第一臺(tái)機(jī)組先后進(jìn)行了75%和100%的甩負(fù)荷試驗(yàn)。3月17日晚21:40分進(jìn)行了全真運(yùn)行工況的75%負(fù)荷的FCB試驗(yàn)。3月18日晚23:59分進(jìn)行了全真運(yùn)行工況的100%負(fù)荷FCB試驗(yàn)，試驗(yàn)均取得了圓滿成功。在試驗(yàn)中，給水泵組得到了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，事實(shí)證明，給水系統(tǒng)設(shè)備配置是成功的。機(jī)組在發(fā)生FCB時(shí)給水泵組轉(zhuǎn)速變化、流量變化、以及省煤器出口溫度見(jiàn)圖6。

機(jī)組發(fā)生FCB、甩負(fù)荷或停機(jī)不停爐，主汽輪機(jī)調(diào)門迅速調(diào)小或關(guān)閉，給水泵汽輪機(jī)工作汽源五級(jí)抽汽消失，由于采用100%高壓旁路和65%的低壓旁路，機(jī)組的冷再熱蒸汽依然存在，此時(shí)作為備用汽源的冷再熱蒸汽快速切上。從圖6可知，給水泵轉(zhuǎn)速及給水流量下降到恢復(fù)甚至過(guò)調(diào)，僅僅用了7秒鐘，故省煤器出口溫度沒(méi)有上升，仍維持原來(lái)329.8℃運(yùn)行，確保了鍋爐運(yùn)行的安全。而外高橋二期工程900MW機(jī)組給水泵汽輪機(jī)汽源采用外部切換，機(jī)組經(jīng)歷上述工況后的給水泵汽輪機(jī)汽源切換過(guò)程中出現(xiàn)了水冷壁出口溫度快速竄升至接近保護(hù)動(dòng)作值，而后再快速回落的局面，鍋爐受熱面經(jīng)受了劇烈的冷熱沖擊，一方面冷熱循環(huán)會(huì)引起金屬疲勞，降低設(shè)備的使用壽命，另一方面還會(huì)導(dǎo)致受熱面氧化皮的剝落，從而加劇固體顆粒侵蝕(2)（SPE）問(wèn)題，危及機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 按ALSTOM公司設(shè)計(jì)，小汽輪機(jī)存在第一階臨界轉(zhuǎn)速，其最低穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速確定為2700rpm。參考給水泵制造廠SULZER提供的設(shè)計(jì)曲線，在此轉(zhuǎn)速下通過(guò)再循環(huán)運(yùn)行，泵的出口壓力達(dá)到16MPa，流量為446.4t/h。鍋爐進(jìn)水階段，以及啟動(dòng)初期和機(jī)組負(fù)荷低于45%BMCR時(shí)，要求給水流量小，壓力低，為此只能在給水泵出口的給水管道上設(shè)置出口隔離閥以及調(diào)節(jié)閥來(lái)滿足不同工況的需要?？梢?jiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥提出了特別高的要求，滿足大壓差時(shí)小~中等流量以及小壓差時(shí)大流量等等。為降低啟動(dòng)階段的能耗和最小流量閥的泄漏概率，我們經(jīng)過(guò)深入的理論研究，提出了“大型汽動(dòng)給水泵組低速啟動(dòng)及全程調(diào)速運(yùn)行”的創(chuàng)新思路和實(shí)施方案，得到了供應(yīng)商的支持。在第一臺(tái)機(jī)組的給水泵組調(diào)試時(shí)獲得圓滿成功，為鍋爐上水，沖洗，點(diǎn)火啟動(dòng)、低負(fù)荷運(yùn)行帶來(lái)了極大的方便，大大節(jié)約了機(jī)組啟動(dòng)階段能量的損耗，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)閥門的控制手段，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。 由于給水泵組設(shè)備的高可靠性，給水系統(tǒng)配置及運(yùn)行控制方式的全面優(yōu)化，從第一臺(tái)鍋爐沖管到機(jī)組投產(chǎn)至今，第二臺(tái)機(jī)組調(diào)試、并網(wǎng)以及目前的1000MW運(yùn)行，外高橋三期工程從未發(fā)生過(guò)一起因汽動(dòng)給水泵故障造成的機(jī)組停運(yùn)。 5．結(jié)語(yǔ) 百萬(wàn)等級(jí)超超臨界機(jī)組給水泵采用單臺(tái)汽泵在技術(shù)上是可行的。能夠適應(yīng)于機(jī)組啟停、甩負(fù)荷、FCB及各種變工況運(yùn)行，并能獲得顯著的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行方面的便利，達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化目標(biāo)，所取的的經(jīng)驗(yàn)可供其它百萬(wàn)等級(jí)機(jī)組做為設(shè)計(jì)參考。 百萬(wàn)等級(jí)超超臨界機(jī)組采用單臺(tái)給水泵的條件是：小汽機(jī)的結(jié)構(gòu)選型及其系統(tǒng)配套優(yōu)化設(shè)計(jì)。 當(dāng)給水泵汽輪機(jī)的啟動(dòng)汽源有保障時(shí)，取消電動(dòng)給水泵也是可行的。 百萬(wàn)等級(jí)超超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵的全程調(diào)速功能值得進(jìn)一步探索。

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