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给水泵供水方式的探讨
摘要】本文阐述了给水泵供水的三种方式，及它们的发展现状，采用汽动给水泵进行供水的方式将会得到广泛应用。之后，本文着重介绍了采用汽动给水泵启动机组的主要优点、启动过程和关键技术，使我们全面系统的认识了汽动给水泵。
【关键词】汽动给水泵；上水方式；启动过程
机组启动过程中供水方式可以分为三种：一是完全利用电动给水泵进行供水，即机组的整个启动过程只用电动给水泵供水；二是汽动给水泵和电动给水泵联合供水，即机组启动过程中，首先用电动给水泵向锅炉供水，待机组负荷达到30%BMCR后再启动汽动给水泵并入系统向锅炉供水；三是完全利用汽动给水泵进行供水，即在整个启动过程中只用汽动给水泵供水，实现了机组的无电泵启动。
1 给水泵供水方式的现状
早期，由于变转速汽轮机及给水泵的设计、制造技术尚不成熟，锅炉上水多采用电动调速给水泵的上水方式。电动调速给水泵具有转速可以从3000~6000r/min大范围内平稳连续的调节、汽包水位易于控制的优点。但是，它同时带来两方面的主要问题：一方面使厂用电量增加，因为机组冷态启动从点火到机组带30%负荷约需8h，如果做电气和汽机等专业试验，时间将增加4~6h，如果是新机组试运，时间会更长。另一方面，因为没有备用给水泵，使其可靠性降低。若电动给水泵故障跳闸，将使锅炉灭火，机组启动失败。
目前，机组的给水系统一般设计配置为2台50%BMCR的汽动给水泵和1台30%BMCR或50%BMCR的电动给水泵（液力调速）。机组在正常启、停过程中，首先采用电动给水泵为锅炉上水，负荷到30%BMCR后才完全切换为汽动给水泵为锅炉上水。但是，电动给水泵系统相当复杂，故障率较高，一旦电动给水泵损坏，机组将很难顺利实现启停。因此，为了保证机组的正常投运，国内多家电厂都尝试过使用汽动给水泵实现机组的启动和停运[1~4]，积累了丰富经验，这种启动方式称为无电泵启动。下面着重介绍一下采用汽泵启动机组的主要优点、启动过程和关键技术等。
2 采用汽泵启动机组的主要优点
（1）给水泵汽轮机和给水泵孤立于电网外单独运行，在锅炉低负荷和变负荷运行时，可调节转速，避免了阀门的节流损失。
（2）给水泵汽轮机直接与给水泵相连，不像变速电动给水泵那样有复杂的中间传动装置，这就避免了能量转换过程中各项损失，提高了能源的利用效率。
（3）因为泵的功率负荷（为水泵功率，为水泵的转速），所以，低负荷运行时采用变转速调节可使泵消耗的功率大大降低。
（4）采用小汽轮机拖动给水泵可以显著提高整个机组的热效率。中温、中压蒸汽进入背压式汽轮机做功，将蒸汽具有的热能转换为动能，再转换机械能，拖动给水泵旋转，将除氧器中的除氧给水输送给锅炉。做功后的排汽进入除氧器或外供用户，蒸汽能量实现了梯级利用。给水泵系统简图如图1所示。
Figure 1. Diagram: system of Boiler Feed Pump
图1.给水泵系统简图
另外，机组启动时，采用汽动给水泵替代电动给水泵实现机组的启动，实质上就是用蒸汽的热能代替电能。从能源转化效率来看，我国的能源利用效率约为33%，电动给水泵使用的是电能（二次能源），每节约1kWh的电能就相当于可节约3kWh的一次能源（蒸汽热能）。所以，采用汽动给水泵替代电动给水泵实现机组的启动，可节约2/3的一次能源，具有显著的经济效益。
（5）从机组安全运行的角度考虑，采用小汽轮机拖动给水泵可防止因厂用电中断给锅炉运行带来的危险，机组能利用锅炉余汽运行。汽动泵运行稳定、安全环保，降低了给水事故的可能性，提高了除氧器稳定性。另外，大型电动机启动电流大，在投入和切换运行中，厂用电的负荷变化很大，对厂用电系统运行很不利，因而采用小汽轮机拖动给水泵安全性高。
3 采用汽泵启动机组的启动过程
实现全程汽动给水泵启停的机组，其典型汽源有三路：一路来自冷段再热蒸汽或主蒸汽的高压汽源；一路来自中压缸排汽或四段抽汽的低压汽源；一路来自辅助蒸汽的调试汽源[5]。辅助蒸汽参数要能够满足一台给水泵汽轮机冲转且能够使机组带一定负荷，这是机组顺利实现全程汽泵启动的关键。小汽机进汽汽源如图2所示。
Figure 2. Steam source of small turbine inlet steam
图2.小汽轮机进汽汽源
（1）机组启动前，利用汽泵前置泵给锅炉上水，用邻机供辅助蒸汽冲转1台小汽轮机，当小汽轮机转速达到最低要求转速后，开启汽泵出口电动门，同时调整小汽轮机转速、再循环调整门开度和锅炉给水旁路调整门的开度，维持锅炉给水流量在额定值左右，同时保证汽泵工作点位于汽泵工作曲线范围内，锅炉满足点火条件后，给锅炉点火升压，随着锅炉升温升压，及时地调整小汽轮机的转速和锅炉给水旁路调整门的开度，保持给水流量的稳定。
（2）锅炉蒸汽参数满足要求后，冲转主汽轮机。
（3）机组并网后，及时投入本机的冷再热蒸汽，同时用辅助蒸汽将另一台小汽轮机冲转、暖机升速到要求转速，根据小汽轮机排汽温度，适当提高小汽轮机转速，防止小汽轮机排气温度过高。
Table 1. Parameter table of a 600MW plant during rolling、gird、low load process achieved by boiler feed pump
表1.某厂600MW机组用汽泵实现主机冲转、并网、低负荷过程参数表
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