电站用泵的选择第2部分

2010-03-27 Eskom电力公用事业公司 Willem van der Westhuizen

　　南非公共电力公司Eskom正投入大量资金兴建2座超临界火电站，分别为Medupi和Kusile。两座电站的发电能力分别为794 MW 和 798 MW，共安装有6个机组。目前正处于电站的设计和建造阶段。

　　如在之前的文章中《电站用泵的选择：第1部分》所讨论的，电站附属设备中耗能最高的是冷凝水泵和锅炉给水泵，因此为这些类型的泵正确选择并合理配置驱动方案至关重要。

　　紧接着第1部分中所讨论的冷凝水泵，第二篇文章的将围绕两个新电站中的锅炉给水泵展开。

　　有两种配置方案可供参考，最后的选择要保证工厂内的设备具有高使用率。此外，还有4种不同的变频驱动方案可供选择，文章就每种方案的具体内容进行了讨论。锅炉给水泵最佳驱动方案的选择最终将基于以下三点来决定：三种不同运行模式的经济评估、初期投资以及电站整个预期运行周期内泵组的能耗。

新建的苏尔寿锅炉给水泵泵组

图1. 新建的苏尔寿锅炉给水泵泵组

锅炉给水泵的配置

　　有两种锅炉给水泵（BFP）配置方案被加以考虑。第一种方案是，采用一台全开，蒸汽透平驱动的BFP，另两台电力驱动的BFP以半负荷形式备用，这两台泵配置有齿轮变速液力驱动联轴器（这是EsKom对湿冷冷凝器电站所采用的标准配置模式）。第二种方案包括3台半负荷，电力变频驱动的BFP，两台并联运行，另一台半负荷备用（为Eskom对空冷电站所采用的标准配置）。

　　如文章第1部分所讨论的冷凝水泵，在比较BFP的配置时也要考虑以下因素：

　　◆ 初期投资成本

　　◆ 管路和仪表，包括阀门

　　◆ 电缆和系统

　　◆ 占地面积

　　◆ 冗余设备

　　◆ 零部件储备

　　◆ 在空冷电站安装全负荷蒸汽透平驱动的BFP时，BFP透平排放对循环效率的影响

　　通过对上述所列各因素进行经济评估，对于这两座预期使用周期为50年的电站，3台半负荷电力变频驱动的BFP是最合理的配置方案。

BFP的变频驱动

　　这3台半负荷运行的电力变频驱动的BFP将包括：

　　◆ 一台增压泵

　　◆ 一台主泵

　　◆ 一台位于主泵和增压泵之间的变速驱动装置（VSD）

　　BFP和驱动器的选型将满足电站的设计点（对BFP来说，是高压透平旁路工作点）。

泵的变速驱动选择

　　共有4种变速驱动供选择，分别为：

　　◆ 配备减速齿轮箱的高速变频驱动电机

　　◆ 配备增速齿轮箱的低速变频驱动电机

　　◆ Voith Vorecon变速行星齿轮液力联轴驱动

　　◆ Voith变速液力联轴驱动

BFP驱动方案1

　　这种方案是将高速变频驱动电机直接和主泵相联。一台减速齿轮箱将高速电机转轴的另一端和增压泵相联（如图2所示）。这种驱动方案的BFP泵组（泵、电机和齿轮箱的组合）效率最高可达81.2%，相应耗电最低。在透平最大持续功率（MCR）下，一台BFP泵组的耗电为12.14 MW。该方案的另一个优势是，在部分负荷工况下运行，泵组同样能以极高的效率和极低的耗电运转。

　　但其最大的不足是VSD和变频电机的初始采购成本比较高。Eskom在其Matimba、Kendal和Majuba电站已积累了BFP配置和驱动方案选择经验。这项技术可使整个BFP泵组达到高可用性和可靠性。