东北某供热电厂循环水泵配置及布置优化方案

东北某供热电厂循环水泵配置及布置优化方案

作者：李逢时

来源：《工业设计》2015年第12期

摘 要：本文对东北某供热电厂的循环水泵配置方案进行分析，主要从水泵的运行工况，水泵的结构形式、经济性等方面分别进行分析比较；根据当地气象特点，对水泵的布置方案进行分析，最终确定并推荐本工程的循环水泵配置及布置优化方案。 关键词：供热机组；循环水泵；立式斜流泵；双吸卧式离心泵 1 概述

东北某地区拟建2×350MW超临界供热机组，采用带自然通风冷却塔的二次循环扩大单元制供水系统。台机组配1座双曲线自然通风冷却塔，其中一座为排烟塔。机组在冬季抽汽工况运行时，循环冷却水系统按两机一塔方式运行，仅运行排烟塔。 2 循环水泵配置选择

目前国内本地区同类型机组循环水泵配置方案基本有以下两种：每台机组配置2台双速循环水泵；每台机组配置2台循环水泵，其中1台循环水泵为双速循环水泵。 表1 东北地区2台300MW级供热机组循环水泵的配置情况

循环水泵的运行工况如下：夏季，1台机组运行2台泵；春、秋季，2台机组运行4台泵或3台泵；冬、寒冬季，1台机组可采用2台或1台双速泵低速运行。夏季、春秋季循环水量按100%考虑，冷却塔全塔运行；冬季2台机组循环水用一座排烟冷却塔冷却，可根据气温高低，采用全塔配水或外区配水运行，有利于冷却塔防冻，较好的适应供热机组冷却水量变化大的特点；也可以实现冬季2台机组运行2台双速循环水泵。

本工程建议4台循环水泵均采用双速电动机，虽然比普通电动机价格稍高，但是运行更灵活，能够更好地适应供热机组多种运行工况，也便于运行管理和维护。 3 循环水泵形式选择

目前国内300MW级机组的循环水泵可以采用立式斜流泵，也可以采用双吸卧式离心泵，这两种配置方式都有较多应用，两种水泵方案如下：立式泵方案：立式泵的优点是电机及泵体立式布置，电机设在泵房±0.00m层，泵体设在±0.00m层以下，运转层占地面积较小，但安装及检修时比较麻烦，检修时需要将泵轴或泵体都起吊起来，泵房下部结构也较复杂，泵房前需

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要加设流道，设置平板滤网及钢闸门。卧式泵方案：卧式泵的优点是电机及泵体水平布置，安装及检修时比较方便，但由于需要正压进水，泵及电机都设在泵房-7.60m层，运转层占地面积较大，但泵房下部结构较简单，泵房仅设吸水前池，无需设置平板滤网及钢闸门，但泵入口需设置电动阀门。

根据两种泵特点，分别从技术，经济方面进行详细比较，见表1和表2。 表2 立式斜流泵与卧式离心泵技术比较表

从表2可以看出两种泵型各有优缺点，都可用作电厂循环水泵，但立式泵更安全、可靠。从表3看立式循环水泵的总体造价与卧式循环水泵相差不多。虽然卧式双吸泵结构较立式斜流泵简单，但制造加工难度很大，尤其是形状复杂的大型泵壳在铸造时必须采用大型组合式模具，浇铸时容易出现浇不足、变形（影响水泵的水力性能）等缺陷，铸造产生的内应力难以消除，铸件质量难以得到保证。

通过以上比较，可以看出立式泵在运行检修方面要优于卧式泵，初投资相差不多，因此本工程推荐循环水泵采用立式斜流泵。 4 循环水泵布置方案 4.1 工程所在地气象条件

该地区处于温带半湿润季风气候区的北缘，该地区受西伯利亚大陆性和东部海洋性气团的控制，其特征是冬季寒冷少雪；春季多风而温和、干燥；夏季炎热、多雨；秋季温湿、凉爽。四季分明；具有全年日照充足，温差较大，降水集中，蒸发量大的特点。累年平均气温为8.2℃。累年极端最低气温为-32.9℃，累年年平均降水量670.3mm。 表3 立式斜流泵和双吸卧式离心泵经济比较表 （单位：万元） 注：表中所列数据仅为比较用。 4.2 降雨对泵房布置的影响

循环水泵露天布置，首先，从电机防雨的角度，电机要采用室外型电机，这样会增加电机的造价。其次，从泵房排水的角度，立式泵循环水泵房露天布置时，运转层布置在泵房±0.00m层，泵房排水比较顺畅，这样即使在雨季，泵房的运行也不会有很大影响，而卧式泵运转层布置在-7.60m层，如果露天布置，下雨时雨水会积聚在泵坑内，需要设排污泵排出积水，如果排水不畅，有可能会淹没循环水泵，造成事故。从以上分析可以看出，泵房露天布置对于立式泵是适合的，对于卧式泵则尽量不要采用。

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本工程所在地年平均降水量670.3mm，且主要集中在夏季3个月，从安全生产的角度考虑，仅考虑立式泵露天布置的方案的可行性。 4.3 气温对泵房布置的影响

根据目前电厂运行的经验，当厂址所在地冬季最低温度不低于0℃时，循环水泵房可以考虑露天布置，这样不存在冬季防冻的问题，而且取消上部结构，可以节省部分土建费，经测算，循环水泵房露天布置时比带上部结构的泵房节省约140万元。

当厂址所在地冬季最低温度低于0℃，考虑到冬季正常运行时的防冻，以及冬季停机或检修时，水泵及管道内积水有可能上冻，给再次运行造成麻烦，就不适合露天布置。本工程冬季寒冷，冬季最低气温-32.9℃，每年平均有五个月的结冰天数，如果露天布置，需要考虑给循环水泵和管道加装防冻装置，无疑又增加了运行维护的难度。而且本工程为冬季供热机组，从供热的安全可靠性上考虑，也不适合露天布置。另外，露天布置时，水泵电机需要采用户外防冻型电机，比常规电机要贵30%左右，2台机组4台循环水泵共高出约126万元，高出费用与泵房露天布置节省的土建费用差不多。因此，通过上述分析，本工程循环水泵房不宜露天布置。 5 结语

通过以上优化分析比较，对于供热机组的循环水泵配置，采用双速立式斜流泵，无论从运行、经济上都具有优势。根据当地气候特点，循环水泵推荐室内布置，设置循环水泵房。 参考文献：

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