电站用泵的选择:第1部分(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)Willem van der Westhuizen  作者:Eskom电力公用事业公司

  冷凝水泵(CEP)是电站附属设备中的耗电大户。因此,正如南非Eskom电力公用事业公司的Willem van der Westhuizen和Tony Cattaert所阐述的,设计新电厂时,为这些泵选择最合理的配置和驱动方案至关重要。

图1. 电站中的冷凝水泵是附属电力设备中

 图1. 电站中的冷凝水泵是附属电力设备中的电力消耗大户

  南非的电力输配业由国有电力公司Eskom公司控制。 Eskom运营着国内的17家燃煤电站,还包括水电、核电以及汽轮机站,总装机容量达39000MW。作为全球第5大电力公司,Eskom公司负责整个非洲大陆约45%的电力供给,并将其输配网路向北部的撒哈拉沙漠南部等国家延伸。目前南非的日间用电峰值为35000 MW,夜间为36000 MW。峰值需求发生在冬季。

  Eskom已着手开展一项重要的资本支出项目来满足南非经济迅猛增长的需求。未来的发展将引入多样性的能源技术,包括传统的矿物燃料、核能、球床模块式反应堆、水电、开放式燃气循环、热电联供、风能和太阳能等。

  作为整个项目的一部分,两个全新的超临界矿物燃料电站——Medupi(6台机组,每台装机容量794 MW)和Kusile(6台机组,每台装机容量798 MW)——目前正处于设计和建设阶段。冷凝水泵和锅炉给水泵是电站中所有附属设备中耗能最多的,因此,为每台泵选择最佳的配置和驱动方案至关重要。

  文章的第一部分将讨论如何为Eskom超临界电站内的冷凝水泵选择最合理的配置和驱动方案。第二部分将围绕电站锅炉给水泵的选择工艺展开讨论。

冷凝水泵

  为了对新超临界电站的冷凝水泵进行最合理的配置,公司首先全面借鉴了已有电厂在CEP方面的经验。

原有CEP的配置

  现有Eskom电站均使用2台全负荷CEP的配置,其中一台运行,另一台100%备用。原有电站没有主汽轮机旁路系统,所采用的两台恒速CEP的设计点与汽轮机的最大持续功率(MCR)工作点相同。

  流经CEP的冷凝水由主冷凝水控制阀控制。电站内的CEP的输出功率均小于350 MW,恒速运转,卧式安装。这些泵为水平中开泵,具有双吸入口叶轮。

  根据流量(Q)和压头(H)的要求,可以采用单级、双级或三级泵。所有泵均以980 rpm的转速运转。为满足泵的气蚀余量(NPSH)要求,考虑采用这一较低的转速和双吸叶轮,同时也考虑了冷凝器热井的有效气蚀余量(NPSHa)。

新电站的CEP配置

  对于Eskom的输出功率超过500 MW的大型新建电厂,其中的冷凝器和泵的流量都更大,CEP采用的是多级立式泵,泵元件安装在吸入流道内,并与冷凝器热井直接相连。因此,第一级叶轮位于吸入流道的底部。流道长度由第一级叶轮的必需汽蚀余量(NPSHr)确定。这些立式CEP以1500 rpm的转速运行。

  电站中所有输出功率超过500 MW的机组都配备了主汽轮机旁路系统。因此,泵的设计点A是按照满足主汽轮机故障时启动低压旁路所需的最大流量来设计、选择和计算的。CEP的总流量包括主冷凝水流量和低压旁路控制阀站所需注水量。汽轮机MCR或工作点C将通过调节主冷凝水控制阀来确定(图2)。

 图2. 恒速电机驱动的冷凝水泵曲线  图4: 变速电机驱动的冷凝水泵曲线

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