某1000MW机组电厂循环水泵设计THE DESIGN FOR WATER CIRCULATING PUMP IN A POWER PLANT OF1000MW UNITAbstract:Taking a 1000 MW unit power plant in a northern area as an example, the configuration, operation mode and layout of the water circulating pump, etc. are discussed in this paper, and the recommendations are put forward.Key word: water circulating pump；configuration；open-air layout摘要：本文以某北方地区1000MW机组电厂为例，对循环水泵的配置、运行及布置方式等进行了探讨，并提出了推荐方案。
关键词：循环水泵；配置；露天布置1前言循环水泵是电厂“能耗大户”，循环水泵形式的选择、布置方式的确定、循环水泵的运行方式等，将直接影响到循环水系统的技术经济性。
甚至影响到冷却塔、凝汽器等冷端设备的选型，最终影响到凝汽器的背压和机组效率。
正确选择循环水泵的配置方式及布置形式，将会对电厂的初期投资、运行维护等产生积极影响。
2设计方案的选择本文以某采用二次循环供水系统的1000MW机组为例，在循环水系统优化的基础上重点对循环水泵的选型、泵房布置、运行方式及检修维护等进行研究，提出了经济合理的设计方案。
2 .1循环水泵配置方案的比较选择2.1.1水泵配置方案的拟定结合循环水系统优化及工程实际运行经验，对1机2泵和1机3泵2个方案进行技术经济比较。
1机2泵方案即每台机组配置2台50%容量的循环水泵。
2台和1台水泵运行时的水量百分数分别为100%和60%，不同季节分别采用这2个不同水量。
1机3泵方案即每台机组配置3台循环水泵。
3台、2台和1台水泵运行时的水量百分数分别为100%、75%和40%，不同季节分别采用这3个不同水量。
以上2种方案均按循环水泵露天布置进行比较（循泵露天布置与室内布置的比较见第节）。
2.1.2各方案循环水泵设计流量设计流量计算见表1：表1 循环水泵流量计算Tab1 The calculation flow of the water circulating pump 方案1机2泵1机3泵季节夏季、春秋季冬季夏季、春秋季冬季凝汽量（t/h）1663 1663 1663 1663冷却倍率55 33 55 42凝汽器冷却水量（t/h）91465 54879 91465 69846辅机冷却水量（t/h）3244 3244 3244 3244总循环水量（t/h）94709 58123 94709 73090 单泵设计流量（m3/s）2.1.3 各方案水泵运行方式的选择（1）1机2泵方案的水泵运行方式有以下两种：a、夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比为2:2:1b、夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比为2:1:1结合循环水系统优化计算，循环水泵在夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比以2:2:1最经济，具体的比较见表2。
表2 水泵运行方式比较表Tab2 The comparison table of Water pump operation mode水泵运行方式2∶2∶1 2∶1∶1夏季春秋-16季微增出力(MW) 冬季年微增电量(万度)年微增电费(万元)982水泵年耗电费(万元)年运行费用(万元)（2）1机3泵方案的水泵运行方式有以下3种：a、夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比为3:2:1b、夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比为3:2:2c、夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比为3:3:2通过优化计算，循环水泵在夏季、春秋季、冬季水泵运行台数之比以3:3:2最经济，具体的比较见表3。
表3 水泵运行方式比较表Tab3 The comparison of Water pump operation mode水泵运行方式3∶2∶13∶:2∶23∶:3∶2微增夏季出力春秋季(MW) 冬季年微增电量(万度)-10172 -6114年微增电费(万元)水泵年耗电费(万元)年运行费用(万元)17852.1.4 方案的技术经济比较（1）经济比较的方法经济比较的计算方法采用“年费用最小法”，经计算的年固定费用率为%。
（2）方案经济比较两方案的经济比较见表4；表4 方案经济对比表（1台机组）Tab4 The economic comparison table of the scheme (1 unit)方案名称循环水泵站年固定循泵年运行费年微增年总费用（万1机2泵1机3）方案综合比较及结论两方案综合比较见表5表5循环水泵配置方案综合比较表（1台机组）Tab5 The comprehensive comparison table of the circulating water pumpconfiguration (1 unit)序号内容或项目1机2泵方案1机3泵方案1 泵站流道设计深度11.3m，2个流道，单宽6.4m设计深度8.75m，3个流道，单宽5.0m尺寸2 泵房布置方式塔区露天布置塔区露天布置3 循环水泵配置Q=～16.15m3/s，H=～23.27m，η≥85%Q=～10.15m3/s，H=～25.10m，η≥85%4 电机配置N=5300kW，U=10kV，户外型电机，防护等级IP55，采用水冷却方式。
N=3500kW，U=10kV，户外型电机，防护等级IP55，采用水冷却方式。
5 年总费用高，万元低，万元6 施泵站深，宽度泵站浅，宽度工难度小，两方案基本相当大，两方案基本相当7 运行工况2种运行工况，运行工况简单3种运行工运行工况简单，水量调节方便8 检修条件采用汽车吊泵站两边起吊，因机组较3泵方案高、重，需较大吨位吊车中间的1台泵需吊车从流道上起吊，但吊车吨位较小9可靠性国产水泵无运行经验运行经验较多，能保证安全稳定运行采用1机3泵方案时，单台泵组的参数与600MW机组的两泵方案的参数接近。
从已建和在建600MW机组循环水泵看，大部分为国内制造。
实际运行也表明，该参数的国产循环水泵运行平稳，性能先进，满足主机配套的要求。
目前国内已建和在建的1000MW机组的配置，1机3泵方案均采用国产水泵，1机2泵方案均采用进口水泵。
目前国内主要泵厂均有1机2泵方案配套水泵的设计制造能力，但无运行经验。
1机2泵与1机3泵方案施工及检修难度相当，1机2泵方案占地少、但运行工况不及1机3泵方案灵活，1机2泵进口泵方案造价很高，1机2泵国产水泵方案无生产和运行经验，且年总费用也比1机3泵高，1机3泵方案有丰富的生产及运行经验，能确保电厂安全稳定运行。
经上述综合比较，推荐采用1机3泵方案。
2 .2循环水泵布置方案比较2.2.1 循环水泵露天布置的研究目前在我国南方已有很多循环水泵露天布置的工程实例，在北方地区循环水泵露天布置的工程相对较少,究其原因，主要是考虑到露天布置的防冻问题。
目前国内已有较多循环水泵露天布置的设计及运行经验。
为满足循环水泵露天布置对防雨、防尘、防雾、防冻及起吊检修等的要求，露天布置采取的工程措施如下。
（1）目前国内生产的此类循环水泵电机防护等级最高可达IP55，采用防护等级为IP55的循环水泵电机完全可以满足机组露天布置的要求，目前国内已有很多工程实例。
另外与室内电机相比，露天布置机组的电机的防腐油漆工艺及电机的防潮都有所改进，为保护设备，电机上加设人字形简易顶棚。
（2）露天布置的循环水泵冷却可采用空冷及水冷两种方式，考虑到空冷电机的冷却受室外环境（如风向等）影响较大，同时价格较高。
因此推荐采用水冷却方式，根据电机冷却水水量、水压的要求，冷却水可接自循泵出水管。
为防止冷却水管在冬季冻住，在冷却水管上设置防冻保温层，在长时间停机的时候将电机冷却水箱放空。
（3）循泵电机上机架润滑油采用防冻润滑油，并配有润滑油加热装置及相应的电控系统。
当环境温度较低时，电控部分应支持润滑油温度控制在5℃-15℃范围，以保证冬季备用泵组能随时投入运行。
（4）考虑到循环水泵检修几率很小，为节省投资，泵站处可不设起吊设备，循泵的安装及检修采用汽车吊进行。
汽车吊采用租用方式，以节省投资。
循环水泵的检修起吊可采用两台50t汽车吊抬吊或一台80t以上的汽车起吊的方式，当起吊中间的一台循环水泵时，汽车吊可行驶至流道上，支腿架设在流道隔墩上起吊。
另外采用250t的履带吊可在泵站外起吊所有的循环水泵。
50t和80t汽车吊在各地区很普遍，各火电建设和检修单位也都配置有250t的履带吊，因此循环水泵的检修采用临时汽车吊比较方便。
综上所述，采取适当的工程措施后，循环水泵露天布置方案是可行的，并且已有工程运行经验，露天布置能节省占地及设备土建费用（见的比较），因此循环水泵推荐采用露天布置。
2.2.2 循环水泵露天布置与室内布置的经济比较（1）循环水泵露天布置与室内布置的主要差异部分见表6表6 室内布置与露天布置差异表Tab6 The table of the between indoor decorate and outdoor decorate编号项目室内布置露天布置1 循环水泵电机防护等级IP44防护等级IP55，配有油系统加热器，防腐油漆工艺及防潮均有改进2 液控蝶阀室内型，电磁阀电机等防护等级低户外型，电磁阀电机等防护等级高3 起重机40/10t，LK=22.5m，H=18m无4 地面建筑平面33×15m高18.4m 无（2）方案的经济比较室内布置与露天布置经济比较见表7表7 室内布置与露天布置经济比较表（2台机组）Tab7 The economic comparison table of theindoor decorate and outdoor decorate方案名称设备费用(万元) 装置性材料费用(万元)安装费用(万元)土建费用(万元)合计(万元)露天布置2195 177 126 624 3122室内布置2148 177 129 933 3387循环水泵露天布置较室内布置节省投资约265万元，循环水泵检修频率低，且一般随机组大修进行，雇用汽车吊费用不高，因此在考虑检修的情况下，露天布置仍能节省不少投资，因此推荐水泵采用露天布置方案。
3、结论（1）考虑到1机2泵方案的国产循环水泵尚无运行业绩，而进口水泵价格很高，1机3泵方案配套水泵有着丰富的运行经验，且1机3泵方案循环水泵运行方式灵活，年费用也低，因此建议1台1000MW机组配置3台循环水泵。