電站用泵的選擇第2部分

2010-03-27 Eskom電力公用事業公司 Willem van der Westhuizen

　　南非公共電力公司Eskom正投入大量資金興建2座超臨界火電站，分別為Medupi和Kusile。兩座電站的發電能力分別為794 MW 和 798 MW，共安裝有6個機組。目前正處于電站的設計和建造階段。

　　如在之前的文章中《電站用泵的選擇：第1部分》所討論的，電站附屬設備中耗能最高的是冷凝水泵和鍋爐給水泵，因此為這些類型的泵正確選擇并合理配置驅動方案至關重要。

　　緊接著第1部分中所討論的冷凝水泵，第二篇文章的將圍繞兩個新電站中的鍋爐給水泵展開。

　　有兩種配置方案可供參考，最后的選擇要保證工廠內的設備具有高使用率。此外，還有4種不同的變頻驅動方案可供選擇，文章就每種方案的具體內容進行了討論。鍋爐給水泵最佳驅動方案的選擇最終將基于以下三點來決定：三種不同運行模式的經濟評估、初期投資以及電站整個預期運行周期內泵組的能耗。

新建的蘇爾壽鍋爐給水泵泵組

圖1. 新建的蘇爾壽鍋爐給水泵泵組

鍋爐給水泵的配置

　　有兩種鍋爐給水泵（BFP）配置方案被加以考慮。第一種方案是，采用一臺全開，蒸汽透平驅動的BFP，另兩臺電力驅動的BFP以半負荷形式備用，這兩臺泵配置有齒輪變速液力驅動聯軸器（這是EsKom對濕冷冷凝器電站所采用的標準配置模式）。第二種方案包括3臺半負荷，電力變頻驅動的BFP，兩臺并聯運行，另一臺半負荷備用（為Eskom對空冷電站所采用的標準配置）。

　　如文章第1部分所討論的冷凝水泵，在比較BFP的配置時也要考慮以下因素：

　　◆ 初期投資成本

　　◆ 管路和儀表，包括閥門

　　◆ 電纜和系統

　　◆ 占地面積

　　◆ 冗余設備

　　◆ 零部件儲備

　　◆ 在空冷電站安裝全負荷蒸汽透平驅動的BFP時，BFP透平排放對循環效率的影響

　　通過對上述所列各因素進行經濟評估，對于這兩座預期使用周期為50年的電站，3臺半負荷電力變頻驅動的BFP是最合理的配置方案。

BFP的變頻驅動

　　這3臺半負荷運行的電力變頻驅動的BFP將包括：

　　◆ 一臺增壓泵

　　◆ 一臺主泵

　　◆ 一臺位于主泵和增壓泵之間的變速驅動裝置（VSD）

　　BFP和驅動器的選型將滿足電站的設計點（對BFP來說，是高壓透平旁路工作點）。

泵的變速驅動選擇

　　共有4種變速驅動供選擇，分別為：

　　◆ 配備減速齒輪箱的高速變頻驅動電機

　　◆ 配備增速齒輪箱的低速變頻驅動電機

　　◆ Voith Vorecon變速行星齒輪液力聯軸驅動

　　◆ Voith變速液力聯軸驅動

BFP驅動方案1

　　這種方案是將高速變頻驅動電機直接和主泵相聯。一臺減速齒輪箱將高速電機轉軸的另一端和增壓泵相聯（如圖2所示）。這種驅動方案的BFP泵組（泵、電機和齒輪箱的組合）效率最高可達81.2%，相應耗電最低。在透平最大持續功率（MCR）下，一臺BFP泵組的耗電為12.14 MW。該方案的另一個優勢是，在部分負荷工況下運行，泵組同樣能以極高的效率和極低的耗電運轉。

　　但其最大的不足是VSD和變頻電機的初始采購成本比較高。Eskom在其Matimba、Kendal和Majuba電站已積累了BFP配置和驅動方案選擇經驗。這項技術可使整個BFP泵組達到高可用性和可靠性。