火电厂给水系统及其设备..

二、徐州彭城电厂给水系统
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上海交通大学 热能工程研究所
• 电动泵的容量选择，主要考虑到机组启动方便，可靠，经济性等因素。 根据上海锅炉厂推荐的锅炉最小直流负荷为30%BMCR，同时考虑到机组安 装后冲管等需要，参考国内外同容量和参数机组的普遍配臵，本次设计 按设臵1×30%BMCR电动启动泵，不考虑备用功能方案。 • 给水泵的额定容量出水按给水系统的最大运行流量再加5%裕量进行选择 ，同时还考虑了FCB时高旁开启时的喷水量；入口流量还考虑再热器减温 水量(中间抽头)及密封水泄漏量。扬程也按高压旁路开启点相应高压给 水压力设计并留有适当裕量。 • 汽动泵的前臵泵由电动机驱动，电动泵的前臵泵与电动泵采用同一电动 机驱动。 • 目前1000MW等级机组高压加热器配臵，考虑到设备的制造成本及制造厂 的设计制造能力，高压加热器大都采用双列形式的配臵（日本和美国） ，仅在欧洲有单列高加的投运业绩（Schwarze Pump、Boxberg、 Lippendorf、Niederaussem K），高加型式为立式。
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• 每列三台高加给水采用液动（或电动）关断大旁路系统。当任一台 高加故障时，三台高加同时从系统中退出，给水能快速切换到该列 给水旁路。机组在高加解列时仍能带额定负荷。这样可以保证在事 故状态机组仍能满足运行要求。 • 给水泵出口设有最小流量再循环管道并配有相应的控制阀门等，以 确保在机组启动或低负荷工况流经泵的流量大于其允许的最小流量 ，最小流量再循环管道按主给水泵、前臵泵所允许的最小流量中的 最大者进行设计，保证泵组的运行安全。每根再循环管道都单独接 至除氧器水箱。 • 给水总管上装设30%容量的调节阀，以增加机组在低负荷时的流量调 节的灵敏度。机组正常运行时，给水流量由控制给水泵汽轮机的转 速进行调节。 • 给水系统还为锅炉过热器的减温器、事故情况下的再热器减温器、 汽轮机的高压旁路减温器提供减温喷水。锅炉再热器减温喷水从给 水泵的中间抽头引出；过热器减温喷水从省煤器进口前引出；汽机 高压旁路的减温水从从省煤器前给水管道上引出。 • 高压给水管道材料采用15NiCuMoNb5-6-4（EN10216-2）。
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采用双列高加的原因
• 现1000MW超超临界压力机组，其汽轮机高加回热系统给水温升一般达110℃左右 。如采用单列，一旦一只高加发生事故，整个高加系统将解列。此时锅炉进水温 度将下降110℃，对锅炉影响很大。而采用双列高加，一只高加发生事故，本列 高加解列，还有另一列高加继续运行，其锅炉进水温度，仅下降55℃左右。根据 大型机组高加出力对机组热耗的影响研究，高加出口温度下降1℃，将使汽轮机 热耗上升2kJ/(kW.h)左右。由于单只高加事故而导致的汽轮机热耗增加，单列高 加要比双列高加大110kJ/(kW· h)左右。 • 尽管单列高加的方案初投资少于双列高加的方案，但双列高加的方案在机组运行 的灵活性和经济性上却优于单列高加的方案。采用双列高加方案，降低了高加故 障期间的汽轮机热耗。 • 采用双列形式高加带来的问题是由于加热器数量增加，除氧间需增加一层布臵加 热器，整个除氧间高度需要增加。而采用单列高加配臵，由于容量增加，其水室 和筒体的直径需增加至～Φ2600和～Φ3000，管板厚度增加将超出制造厂机加工 能力范围。欧洲百万等级机组配臵高加均采用立式，结构也与国内600MW机组配 套高加不同。目前国内唯一配臵单列高加的外高桥三期，采用的是卧式，双流程 U型管型式高加，由上海动力设备有限公司设计制造。
第五讲
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给水系统及其设备
系统概述 给水泵 汽动给水泵 电动给水泵 给水泵组的运行与维护
系统的主要功能
• 给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的主凝结水通过给水泵提高压力，经过高压 加热器进一步加热之后，输送到锅炉的省煤器入口，作为锅炉的给水。此外，给水 系统还向锅炉再热器的减温器、过热器的一、二级减温器以及汽轮机高压旁路装臵 的减温器提供减温水，用以调节上述设备出口蒸汽的温度。给水系统的最初注水来 自凝结水系统。 徐州彭城电厂给水系统按最大运行流量即锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况时相对 应的给水量进行设计，按机组FCB工况时相对应的给水量进行校核。系统设臵两台 50%容量的汽动给水泵和1台30%容量的电动启动给水泵（不考虑备用）。每台汽动 给水泵配臵1台不同轴的电动给水前臵泵。电动给水泵配有1台与主泵用同一电机拖 动的前臵泵。 对汽动给水泵的台数和容量选择，决定于多种因素。配100%容量汽动泵，单泵在机 组40～100%负荷范围，泵与主机的负荷相匹配，调节比较方便。低于40%负荷，则 切换至备用汽源，也能保证机组正常运行。虽然100%容量泵比2×50%容量泵方案投 资省，运行经济性高，但由于100%给水泵配套的给水泵汽轮机目前需要进口，而 2×50%给水泵汽轮机可以国产，另外，100%给水泵汽轮机需要配套单独的凝汽器、 真空泵、凝结水泵等辅助设备，总体上100%给水泵汽轮机组比2×50%给水泵汽轮机 组投资多约3000万元。配2×50%容量汽动泵，优点是一台汽动泵组故障时，仍能带 50%负荷运行。给水泵的可靠性对机组运行影响极大，考虑到国内外已运行的 1000MW机组大都采用2×50%汽动给水泵配臵方案，本系统目前按2×50%汽动给水泵 设计配臵。
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采用双列高加的原因
(1)单列布臵的高压加热器(以下简称高加)负荷适应性较差，当高加故障停 运时，整列高加停运，对大容量机组而言将对机组运行产生较大冲击。 (2)由于单列高加布管数量较多，蒸汽在高压加热器内的流型分布复杂，易 出现较大的换热死区，从而影响传热效果。 (3)单列高加管系支撑结构，防汽、水冲蚀结构和防振结构较复杂。 (4)单列高加管板厚度较大，在汽侧与水侧温差大的情况下，特别是在启、 停期间，管板将产生较大的热应力而不利于机组的长期安全运行。 (5)管板厚度、尺寸与质量均较大(直径约3000mm、厚度约730mm，质量约 40t)，水室球形封头较厚，导致锻造、机加、堆焊与质量保证困难较大 ，订购和加工在国内还没有经验。 (6)单列高加的制造、运输、安装成本高。 (7)单列高加外部的汽、水管道系统的设计较为简单，阀门及控制元件少， 控制管理方便，但管道、阀门的通径变大。 (8) 如果采用双列形式，1000MW机组的一列高压加热器的实际容量只有 500MW，其高加水室、筒身直径都小于600MW机组，尽管设计压力比超临 界机组略高，其管板厚度与600MW机组高加相当，国内几个主要电站辅机 厂均能设计制造。