前言
循环水泵作为火力发电厂重要的辅机设备，占汽轮机发电机组额定发电量的1.0～1.5%，是火电厂节能的重要对象。对于300MW级火电机组，其冷却水系统规模大，电能消耗多，是火电厂冷端优化的重要组成部分，循环水泵的合理配置和优化运行对电厂的安全、经济运行和节能降耗至关重要，因此，循环水泵型式的选择、每台汽轮机配置的循环水泵数量以及循环水泵的主要工作参数的确定，在火电厂的设计中至关重要，有必要进行专门的优化研究。
1循环水泵配置方案
1.1循环水量
本工程2×350MW机组循环水系统优化设计的推荐方案，循环水系统的冷却倍率：夏季纯凝出力（TMCR）工况为60倍、春秋季纯凝工况为50倍，冬季纯凝工况为39倍。夏季最大连续出力工况（TMCR）、春秋季额定抽汽工况及冬季额定抽气工况下，机组循环水量见表1.1-1、表1.1-2、表1.1-3。
.png)
注：凝汽量均包括给水泵小汽机凝汽量。
1.2循环水泵配置方式分析
1.2.1循环水泵节能分析
循环水泵是厂内的用电大户，可设计成流量可调的方式，优化运行方式，可以取得明显的经济效益，对于本工程来说节能意义更大。
改变循环水泵特性一般采用下列三种方法：
1) 改变泵的转速；2) 调节导叶和叶片的安装角度；3) 变频调节。
根据同类工程计算结果，变频器的投资回收期取决于机组变负荷运行的时间，机组的负荷率越低，取得的经济效益就越高。如果全年机组满负荷运行，循环水泵基本按照额定工况运行，则变频器实际意义不大，投资回收期将遥遥无期；而如果机组常年在低负荷运行，且变化较大，循环水泵长时间偏离额定设计工况点，则变频意义较大，节能效果明显。设置变频会大大增加电厂的初期投资，因此，建议电厂在项目投产后根据年运行工况的变化来判断是否有必要进行循环水泵的变频改造。这不仅大大减小投入的风险，也符合目前国内多数电厂在循环水泵投运几年后再进行变频或者变级改造论证的思路。
近年来一些300MW、600MW机组和1000MW机组的技术改造中通常都采用循环水泵异步电动机的方法来进行鼠笼式异步电动机调速，仅用一套定子绕组，改变其接线方式，不需添置任何设备即可实现两种速度(相比定速泵，造价增加约为电机价格的10%)。从投资费用、维护保养、运行方便可靠、使用经验等角度考虑，都具有相对的优越性。而动叶可调泵的投资较多(造价增加约为电机价格的20%)，同类机组运行经验较少。因此，采用变速泵方案更适用于大型循环水泵的流量条件，本工程按该方式进行循环水泵配置分析比较。
1.2.2循环水泵配置方案
综合上述分析并结合已建电厂循环水系统改造的经验，对以下两种常见的循环水泵配置方案进行分析比较：
.png)
根据同类工程改造的经验，本工程循环水泵异步电动机级数分别按12极和14极考虑，两种级数下的循环水泵转速分别为495r/min和425r/min。
从技术上分析，一机两泵扩大单元制（一台双速）流量调节方式为7组，一机三泵单元制（一台双速）流量调节方式为6组，均能满足循环水系统流量调节需求，技术性能基本相当。需要进一步从经济上两种配置方式进行比选。
1.2.3循环水泵房设备费用比选
循环水泵房设备按室内布置考虑，电动机为户内型，防护等级不小于IP44。一机两泵(扩大单元制系统，一台双速)和一机配三泵(单元制系统，一台双速)两种方案的循环水泵房设备配置比较表见表1.2-2。
表1.2-2 2×350MW机组循环水泵房设备配置比较表
联络电动蝶阀 DN1800mm,PN=0.6 MPa 2台
从上表可以看出，一机两泵方案(扩大单元制，一台双速)系统简单，循环水泵、出口蝶阀、网篦式清污机、铸铁镶铜方闸门等主要设备台数较少，检修吊车台数一样，由于采用扩大单元制，需多配置2台联络蝶阀。经过计算，一机两泵方案(扩大单元制，一台双速)比一机三泵方案(单元制，一台双速)价格少150万元左右。
1.2.4循环水泵房土建费用比选
（1）一机两泵方案
循环水泵房下部结构为钢筋混凝土板式结构，包括4台循环水泵的进水流道。泵房流道内底板深9.5m，泵房下部进水方向长度为26.7m，宽度为21.4m，采用大开挖施工。
（2）一机三泵方案
循环水泵房地下结构为钢筋混凝土板式地下结构，包括6台循环水泵的进水流道。泵房流道内底板深7.9m，泵房下部进水方向长度为26.3m，宽度为25.4m，采用大开挖施工。
（3）一机两泵和一机三泵方案结构布置的比较
循环水泵房无论是采用一机配两泵方案还是一机三泵配置方案，土建结构的总体施工方案基本是相同的。由于一机配三泵方案循环水泵房的占地面积略有增加，土建总工程量略大于一机配两泵方案，但一机配两泵方案的流道较深，开挖深度增加使得两个方案的土建投资差异很小。
2各方案技术经济比较结果
根据上述的分析和对比，对于一机两泵恒速泵和一机三泵恒速泵方案，由于流量调节方式太少，不适宜本工程的循环水泵节能运行，故不推荐。对于一机两泵(扩大单元制，一台双速)和一机三泵(单元制，一台双速)方案，根据循环水泵房设备费用及土建费用比较结果，一机两泵(扩大单元制，一台双速)方案均优于一机三泵(单元制，一台双速)方案，故本工程推荐循环水系统配置采用一机两泵(扩大单元制，一台双速)方案。
参考文献
1．GB550660-2011. 大中型火力发电厂设计规范. 北京：中国计划出版社, 2011;
2．DL/T 5339-2018. 火力发电厂水工设计规范. 北京：中国计划出版社, 2018;
作者简介：华杰，男，1987.10，工程师，从事电厂给排水设计
联系地址：浙江 杭州 滨江 滨安路1060号 中国联合工程公司 能源与环境工程公司 邮编310052