华北电力大学成人教育学院2007届毕业设计 进水温度 进水流量 出水压力 出水温度 平均给水密度 给水泵总扬程 给水泵效率 低压进汽压力 低压进汽温度 低压进汽流量 小机排汽压力 0C m3/h 170.31 1059.57 19.91 173.27 901.92 1992.57 83.55 0.76 339.25 33.13 8.36 MPa 0C kg/m3 m % MPa 0C t/h kPa 表3—1给水泵及其汽轮机在600MW工况下的主要参数

3.3 给水泵汽轮机计算

由小汽轮机进汽p1?0.76MPa,t1?339.250C可知小汽轮机进汽： h1?3140.6433KJ/kg s=7.3988KJ/kg?K

蒸汽在汽轮机内的理想过程是一个等熵变化过程，则由排汽压力p2?8.36kMa和s=7.3988kJ/kg?K可知：

排汽理想焓：h2?2321.378kJ/kg

则蒸汽在小汽轮机内的理想焓降：?htmac?h1?h2?819.2653kJ/kg 泵的有效功率（2—21）：

10.5951Pu??gHQ?901.92?9.8?1992.57?()?5166.99kW

3.6则泵的轴功率为（2—22）： Pa?Pu??516.6993?6184.31kW

0.835520

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给水泵汽轮机的轴功率（2—23）（?ml 取0.99）： Pt?Pa?6246.78kW

?ml由式（2—24）可求出给水泵汽轮机的效率为： ?ri?P16246.78?0.8236?82.36% =

33.31G(h1?h2)?819.26533.6则其实际焓降为：?himac??htmac??ri?674.2553kJ/kg 汽轮机排汽压力下的饱和水比焓：hc'?177.3651kJ/kg 小汽轮机的绝对内效率：

?himac674.2553??0.2275?22.75% ?i?'h1?hc3140.6433?177.3651则可以求出汽轮机的内功率：

D0??htmac??i?1715.24kW Pi?3.6

第四章 电动给水泵与汽动给水泵经济性比较

如何选择机组给水泵驱动方式，按常规热力学方法判断不管是采用电动泵或汽动泵驱动方式，机组的效率高应为优选方案，在上一章的效率计算中可以看出给水泵汽轮机驱动汽轮机的内效率一般为 80%左右，比主汽轮机的效率低 10%，用传统方法计算 300MW 级以上机组的宜采用给水泵汽轮机的驱动。

但是在文献[18]中，推论出 300MW 机组采用电动给水泵比汽动给水泵的经济性好、优越性明显的结论。

文献[18]中的作者认为：电动方式虽然能量转换的环节多，厂用电率高，汽动方式表面上看可增加供电量，但实际上由于给水泵汽轮机的内效率比主汽轮机低得多，导致汽动方式消耗的能量比电动方式更多，汽动方式厂用电率低经济性好只是表面的虚假，具体的推导过程如下：在主汽轮机的主蒸汽、再热蒸汽及各级回热抽汽的流量、参数相同的前提下，用于驱动给水泵汽轮机的抽汽的相对效率与相同抽汽量情况下，电动方式的能量转换的相对效率进行比较，以上海引进型 300MW 机组为例,在主汽轮机的额定负荷时，中低压缸内效率为 90.59%，而此时给水泵汽轮机的内效率为 81.87%，由于给水泵汽轮机排汽压力比主汽轮机的高，造成相同的蒸汽作工仅为主汽轮机的 88.1%；另外再加上抽汽管道压降，使给水泵汽

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轮机的实际焓降为理想焓降的 98.2%，则可以计算出抽汽的相对效率为：

81.87%×88.1%×98.2%×98%=69.4%。

如采用电动方式，相同抽汽量的能量转换相对效率为：中低压缸内效率乘发电机效率乘变压器及输电效率乘电动机效率乘升速齿轮效率乘液力耦合器效率乘机如采用电动方式，相同抽汽量的能量转换相对效率为：中低压缸内效率乘发电机效率乘变压器及输电效率乘电动机效率乘升速齿轮效率乘液力耦合器效率乘机械效率，即：

90.59%×98.7%×98%×97%×95%×96%×95%×98%=72.2%。

因此，采用电动方式比汽动方式效率高，在锅炉蒸发量相同的条件下，扣除给水泵消耗的厂用电量，可比汽动方式发出更多的电能。按额定工况抽汽量 30.7t/h 计算，电动方式多发电 228.6KW，此外，还可节省给水泵汽轮机的油泵及油烟风机的电耗 92.2KW，按年利用 6500h 计算，多发电 208.52 万 KW?h。

以上的计算与分析所得出的结论是错误的，因为以上的分析的前提条件是机组出力没有受到限制，一直在满负荷运行，而现实中机组总是随着用电负荷变化的而变化。以下就是对这两种驱动方式就行比较:

4.1 运行经济性比较

电动给水泵在启动时，从静止到额定转速，启动力矩很大。为适应这个转矩，驱动电机配置容量一般要比给水泵的额定功率大30％～50％，所以其经济性较差；其次电动给水泵采用节流的方法以调节给水流量，调节损失较大，且泵的余最越大，损失越高，这是电动泵不可克服的缺点之一。采用液力耦合器驱动的变速给水泵虽然可以在较小的转速比下启动，电机的配置容量不必考虑过多的富裕量，但是，耦合器工作过程本身存在驱动损失功率高达15％左右。如1台2 MW 的给水泉，当锅炉负荷为额定负荷的66％时，其液力联轴器的损失即为300 kW。而汽动泵 需要升速齿轮和液力耦合器，所以也不存在这些设备的传动损失。小汽轮机的单位容量随着主机容量的增加而增加，内效率也相应提高，从而比液力耦合器驱动获得更为显著的经济效益。采用汽动调速给水泵利用锅炉部分富裕蒸发量驱动给水泵汽轮机，使供电量增加，相当于主机增容，降低了发电净热耗率，提高了机组运行效率。

4.2 两种驱动方式输出净功率[10]的比较

为了确定单元机组是采用小汽轮机驱动，还是采用液力联轴器驱动，我们可将这两种驱动方案化为可比的等同条件，进行经济性比较。假定主机的主汽、再热蒸汽初、终参数相同，给水温度及其蒸汽流量均相等时，则蒸汽通过汽轮发电机所发出的总功率(无小机抽汽工况)是相等的。如果采用小汽轮机驱动比用液力联轴器驱动的输出净功率有所增多，那么就表明小汽轮机驱动是经济的，反之，则表明不经济。当用汽动泵时，输出的净功率为

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汽?N总??N （4—1） N净式中：△N为汽动泵所用蒸汽在主机抽汽点后可发出的功率，kW，

?N?DexHex?i?c?g3600； （4—2）

Dex为小汽机抽汽量，t／h；

Hex为抽汽口至主机排汽口绝热焓降，kJ／kg；

?i为主机中、低压缸内效率；

?c为机组机械效率； ?g为发电机效率。

则净得益程度为

?N净?N?N汽净电净?N汽泵?d汽??N?N泵(1?d?Hex?i?c) （4—3） pphex?i?c下面以某电厂国产300 MW 机组的额定上况为例对2种方案的出力进行比较。

小汽机驱动功率：N泵 =7 584 kW； 主机机械效率：?c =0．98；

主机中、低压缸内效率：? =0．894； 小汽机机械效率：?cp =0．98； 小汽轮机内效率：?ip =0．785； 电能传递效率：?d =0．815

小汽轮机排汽直接进入主凝汽器，Hex?hex

于是可得到采用小汽机驱动与采用电动机驱动的主机净输出功率之差为

?N净=668.5

由此可见，在额定工况下，小汽机驱动给水泵方案与电动方案相比可使主机净输出功率增加668．5kW，增加比例约为0．22％。由计算可知，额定工况下，汽动方案的主机净出力比电动方案净出力大。

可见，对于300 MW机组，采用小汽轮机驱动给水泵的经济增益是非常显著的。事实上，单元机组容量超过250 MW 以上，由于小汽轮机内效率提高，即使电能传递效率很高，还是采用小

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