何启宏+黄城+王跃腾
[摘 要]广东粤电大埔发电有限公司给水系统的选型经过设计优化，采用两台机组给水系统配置一套30%BMCR容量纯启动用电动给水泵，大大节省了初始投资，减少了运行、维护工作，具有良好的经济效益和社会效益。本项目获得了国家发明专利，可供新建电厂借鉴参考。
[关键词]新建火电机组；给水系统；纯启动用电动给水泵选型。
中图分类号：TK262 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0143-01
1 项目简介
广东粤电大埔发电有限公司（以下简称本公司）1、2号机组为异地新建机组，容量为600MW。三大主机均采用上海电气集团产品。经过优化设计，本公司两台机组给水系统配置一套30%BMCR容量纯启动用电动给水泵，每台机组配1台100%容量汽动给水泵，汽泵的前置泵与给水泵同轴布置，创新性地简化了给水系统的设置，获得了国家发明专利。
2 电动给水泵的功能选择
2.1 锅炉启动要求
电动给水泵的容量与锅炉最小直流负荷有关，而锅炉最小直流负荷又与各锅炉制造厂的技术要求有关。据了解，目前三大锅炉厂的600MW超超临界锅炉的最小直流负荷均为25～30%BMCR。对于没有启动循环泵的锅炉，电动给水泵的容量需满足锅炉最小直流负荷的要求。根据上述要求，对应锅炉最小直流负荷，配置的电动给水泵应选择25～30%的容量，以满足锅炉启动要求。
2.2 汽动给水泵组切换要求
根据国内运行经验及三大锅炉厂推荐，在启动过程中，从电动给水泵和汽动给水泵切换的角度看，电动给水泵容量选择30%～35%及以上可以满足要求。
2.3 电动给水泵电动机功率要求
由于电动机的容量大小和电动给水泵的轴功率呈线性关系，而轴功率又和给水泵的容量成正比。目前国内大容量机组均采用定-滑-定运行方式，600MW等级機组采用30%BMCR容量的电泵时，仅具有启动功能和同时具备启动/备用功能的电机功率分别是～3000kW和～8500kW。
2.4 电动给水泵电动机电压等级要求
在电厂各设备中，一般来说，电动给水泵电动机的功率最大，厂用电的电压等级需要根据电动给水泵电动机的功率来确定。经咨询有关电动机制造厂和电气专业，均认为6kV电动机的功率不宜超过9000kW，高于9000kW则宜采用10kV电压等级。目前国内600MW超临界机组应用较多的为6kV电压等级，本公司电动给水泵也选择6kV电压等级。
3 电动给水泵采用启动与备用的比较
电动给水泵仅具有启动功能与启动＼备用功能简单经济比较如下表1（1×600MW超（超）临界）：
通过对给水泵生产厂家和有关电厂的调研，给水泵汽轮机的可靠性可以与主汽轮机相当，而给水泵的事故率也很低。所以启动/备用功能的电动给水泵，备用功能极少投用，启动时也可用汽泵直接启动。根据有关文献，GE公司2×50%汽动给水泵和1×100%汽动给水泵的两种方案一般不设备用泵，这也是基于给水泵组的高可靠性和对其的快速修复能力，该公司1979～1993年对给水泵组的统计强迫停机率仅为0.16%。因此，按进口机组的故障率，完全可以只设启动用电动给水泵或不设电泵。
随着汽动给水泵可靠性的不断提高，电动给水泵的备用功能已越来越弱化。目前日本的1000MW超超临界机组在电动给水泵的选型时已基本不考虑备用功能，而仅考虑启动功能。实际上一台汽动给水泵事故退出后，电动给水泵要立即投入并联运行，备用条件复杂，电泵的油系统须经常运行，泵始终处于热备用，泵出口电动闸阀常开，逆止阀长期承压，热控需考虑电泵并入的给水调节，电气需要设置电泵的自动投入等，如此多的条件如有一项不能满足则不能实现。一般情况下，当一台汽泵故障时，只能先降负荷运行，然后再启动电动给水泵。
从目前我国实际情况看，600MW超（超）临界机组汽动给水泵组的运行可靠性已达到很高水平，而且由于制造厂家的良好服务与配合，其快速修复能力也得以提高，而超（超）临界600MW机组30%容量电动定速启动泵和30%容量电动调速（偶合器进口）备用泵的初投资价差高达1472万元。因此，取消电动给水泵的备用功能可以明显降低电厂的初投资。
4 电动给水泵配置选择
由于30%容量的电泵仅为机组启动使用，不作为主泵的备用泵。机组正常启动成功后，当汽动给水泵的汽源满足其工作要求后切至汽动给水泵运行。此时30%容量的启动电泵处于闲置状态。设备闲置率很高，造成投资的浪费。如果两台机组共用一台30%容量启动电泵，不仅解决了启动电泵长期闲置问题，提高了设备的利用率，而且还降低了电厂的初投资。
当两台机组配一套启动泵时，启动给水系统将按扩大单元制设计，见下图1。
扩大单元制比单元制系统节约一台启动给水泵，但系统连接相对比较复杂。采用扩大单元制方案电气系统需增加一面隔离开关切换柜，从每台机组的6kV分别设置一个断路器柜，经电缆分别引接至隔离开关切换柜（设置两台隔离开关），再由隔离开关切换柜引接至电动给水泵。隔离开关切换柜与相应的6kV柜进行电气闭锁，确保与运行机组的对应，避免电气回路的合环运行。此方案可确保运行的可靠性，但相对与单元制接线而言，增加了一台隔离开关切换柜及相应控制回路的复杂性。控制方面将给水泵及阀门直接纳入单元机组DCS公用网络，实现二台机组在DCS系统统一监控，并确保任何时候仅有一台机组能发出有效操作指令。从电气、控制方面来讲都能确保该系统的安全可靠性。
5 结论
通过以上分析，本公司两台机组采用配置一套30%BMCR容量、启动用电动给水泵的方案，创新性地解决了新建机组必须要配置电动给水泵的要求，又节省了初始投资。为此，我司申请了本设计的发明专利，并获得了国家实用新型专利（一种电厂大型机组锅炉给水泵系统 ZL 2015 2 1058502.6 ）。
