火电百万机组给水系统详解讲义

上海交通大学 热能工程研究所
给水泵概述（拖动方式）
• 给水泵的拖动方式常见的有电动机拖动和专用小汽轮机拖 动，此外还有燃气轮机拖动及汽轮机主轴直接拖动等。用 小型汽轮机拖动给水泵有如下优点：（1）小型汽轮机可根 据给水泵需要采用高转速（转速可从2900r／min提高到 5000～7000r／min）变速调节，高转速可使给水泵的级数 减少，重量减轻，转动部分刚度增大，效率提高，可靠性 增加，改变给水泵转速来调节给水流量比节流调节经济性 高，消除了阀门因长期节流而造成的磨损，同时简化了给 水调节系统，调节方便；
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给水泵概述（拖动方式）
• （2）大型机组电动给水泵耗电量约占全部厂用电量的50 ％左右，采用汽动给水泵后，可以减少厂用电，使整个 机组向外多供3％～4％的电量；（3）大型机组采用小汽 轮机拖动给水泵后，可提高机组的热效率0.2％～0.6％； （4）从投资和运行角度看，大型电动机加上升速齿轮液 力耦合器及电气控制设备比小型汽轮机还贵，且大型电 动机启动电流大，对厂用电系统运行不利。
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华能玉环电厂给水系统介绍 （组成）
• 系统设2﹙即双列﹚×3台全容量、卧式、双流程高压加 热器，每列三台高加采用电动关断大旁路系统。当任一 台高加故障时，同列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，此时运行的1列高加可通过 60%～65%的给水流量。机组在双列高加均解列时仍能 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。
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给水泵概述（汽蚀）
• 给水泵在启动后，出水阀还未开启时或外界负荷大幅度 减少时以及机组低负荷运行时，给水流量很小或为零， 这时泵内只有少量或根本无水通过，叶轮产生的摩擦热 不能被给水带走，使泵内温度升高，当泵内温度超过泵 所处压力下的饱和温度时，给水就会发生汽化，形成汽 蚀。
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给水泵概述（再循环管）
• 为了防止这种现象发生，就必须使给水泵在给水流量减 小到一定程度时，打开再循环管，使一部分给水流量返 回到除氧器，这样泵内就有足够的水通过，把泵内摩擦 产生的热量带走。使温度不致升高而使给水产生汽化。 总的一句话，装再循环管可以在锅炉低负荷或事故状态 下，防止给水在泵内产生汽化，甚至造成水泵振动和断 水事故。
华能玉环电厂1000MW培训讲义（汽轮机及系统部分） — 第五讲
给水系统
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给水系统的主要功能
• 给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的主给水通过给 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置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。
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华能玉环电厂给水系统介绍 （组成）
• 对于2×50%汽动给水泵方案，根据规程规定，宜设置一台25 ％～35％的启动∕备用电动给水泵。当一台汽动给水泵故障，则 启动电动给水泵，汽轮机仍可带80%以上负荷运行。由于本工 程高压厂用电采用6kV等级，给水泵配用的电动机容量将受到 一定的限制。同时参考国际上同容量和参数机组的普遍配置， 本工程按1×25%电动调速泵方案考虑。给水泵的额定容量按 给水系统的最大运行流量再加10%裕量进行选择。入口流量还 应考虑再热器减温水量（中间抽头）及密封水泄漏量。
汽动给水泵B
电动给水泵
至A高压加热器
至B高压加热器
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给水泵概述（作用）
• 供给锅炉用水的泵叫做给水泵，其作用是把除氧器贮水 箱内具有一定温度、除过氧的给水，提高压力后输送到 锅炉，以满足锅炉用水的需要。由于给水温度高（为除 氧器压力对应的饱和温度），在给水泵进口处水容易发 生汽化，会形成汽蚀而引起出水中断。因此一般都把给 水泵布置在除氧器水箱以下，以增加给水泵进口的静压 力，避免汽化现象的发生，保证水泵的正常工作。
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华能玉环电厂给水系统介绍 （30％旁路）
• 给水总管的旁路上装设有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或电动给水泵液力偶合器 的转速进行调节。
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华能玉环电厂给水系统介绍 （减温水）
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给水泵概述（出口压力）
• 给水泵的出口压力主要取决于锅炉汽包的工作压力，此 外给水泵的出水还必须克服以下阻力：给水管道以及阀 门的阻力，各级高压加热器的阻力，给水调整门的阻力 ，省煤器的阻力，锅炉进水口和给水泵出水口间的静给 水高度。根据经验估算，给水泵出口压力最小为锅炉最 高压力的1.25倍。
• 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 给水泵的出口母管中引出。
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华能玉环电厂主给水系统流程图
除氧器水箱
汽动给水泵A
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给水泵概述（最小流量）
• 制造厂对给水泵运行一般都规定了一个允许的最小流量 值，一般为额定流量的25％～30％。规定允许最小流量 的目的是防止因出水量太少使给水发生汽化。现代高速 给水泵普遍采用变速调节，其小流量时为低转速，而低 转速时不容易发生汽蚀现象，所以允许的最小流量要比 定速给水泵小得多。
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华能玉环电厂给水系统介绍 （组成）
• 华能玉环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。系统设 置两台50%容量的汽动给水泵和1台25%容量的电动启动∕备 用给水泵。每台汽动给水泵配置1台同轴给水前置泵。电动 给水泵采用调速给水泵，配有1台与主泵用同一电动机拖动 的前置泵和液力耦合器。在一台汽动给水泵故障时，电动 给水泵和另一台汽动给水泵并联运行可以满足汽轮机83% 铭牌负荷的需要。