A.高效節能型循環(huán)水泵概述
國內大部分100MW、125MW，135MW機組的循環(huán)供水系統中，大多數采用一臺機組配二臺循環(huán)水泵的常規布置，這種配置模式符合《火力發(fā)電廠(chǎng)技術(shù)規程、規范》，也符合電力系統行業(yè)《水工技術(shù)規定》，在電廠(chǎng)設計中廣泛使用。
對電廠(chǎng)工程建設項目進(jìn)行經(jīng)濟分析發(fā)現，火力發(fā)電廠(chǎng)采用一機二泵常規模式布置循環(huán)水系統年運行費用較高，設計上存在一些不足主要表現在：
循環(huán)水泵設計點(diǎn)參數偏離系統運行值，水泵效率不高。 
對已投產(chǎn)運行的循環(huán)水泵調查發(fā)現，電廠(chǎng)普遍存在循環(huán)水泵的運行效率除部分時(shí)間外大部分時(shí)間循環(huán)水泵的運行效率不高，大多數時(shí)間水泵效率只有60%左右，很顯然它不屬于水泵的高效范圍。
水泵運行方式對循環(huán)系統的流量變化不太敏感 
對于單一工況運行的汽輪機，汽輪機凝汽器冷卻水量隨著(zhù)每年季節的變化大幅度波動(dòng)；對于變工況運行的汽輪機，伴隨著(zhù)汽輪機抽汽量的增加，系統冷卻水量大幅度減少?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)采用一機二泵常規模式設置存在著(zhù)全年大部分時(shí)間運行一臺水泵供水量不足，二臺水泵供水量過(guò)大的現象，水泵運行調節困難，不利于汽輪機形成最有利的真空度，白白的浪費電能，為了從根本上解決循環(huán)水泵的配置與系統流量變化的不一的問(wèn)題，提高循環(huán)水泵的運行效率，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)高效節能型水泵事在必然。

B.高效節能型循環(huán)水泵特點(diǎn)
本文從循環(huán)水泵高效、節能出發(fā)，介紹一種新型G系列循環(huán)水泵的特點(diǎn)，并以新型循環(huán)水泵在135MW機組設計中的運用為例給予重點(diǎn)說(shuō)明。
新型循環(huán)水泵的設計參數與電廠(chǎng)循環(huán)水系統實(shí)際阻力參數相吻和，水泵運行效率較高。對投產(chǎn)運行的100多臺循環(huán)水泵進(jìn)行抽樣試驗、檢測發(fā)現，水泵實(shí)際運行效率為84-88%，比135MW機組常規模式布置一機配二臺同型號水泵48Sh-22的實(shí)際效率提高了25%。
新型循環(huán)水泵配用電動(dòng)機采用雙極數、雙轉速運行。根據每年季節不同汽輪機凝汽器冷卻水量大幅度改變，電動(dòng)機通過(guò)調整電動(dòng)機極數與轉速使電動(dòng)機輸出功率發(fā)生改變，從而使循環(huán)水泵的供水量、水壓發(fā)生改變。增加了系統的調節靈活性，最大限度地節約廠(chǎng)用電負荷。
例如，夏季一臺高效節能型水泵采用高轉速運行，在水泵功率相當的情況下比二臺48Sh-22水泵供水量多3000噸/小時(shí)；冬季一臺高效節能型水泵采用低轉速運行，在系統供水量相當情況下水泵配用電動(dòng)機功率由1080KW降至680KW，功率降幅達30%以上，相當于每臺水泵每年可節省電量230萬(wàn)度。
高效節能型循環(huán)水泵的引入優(yōu)化了循環(huán)水系統水力條件，加寬了水泵高效區段的變化范圍，可保證循環(huán)水泵在兩個(gè)不同轉速下實(shí)際的運行效率不低于85%，提高了水泵的工作效率。
高效節能型循環(huán)水泵的引入，改變了一臺汽輪機配二臺循環(huán)水泵(簡(jiǎn)稱(chēng)一機二泵)等容量配置模式的常規設計理念，提出不等容量大、小水泵配置的設計概念。大水泵有高轉速、低轉速，小水泵也有高轉速、低轉速，由此組合出多種水泵運行工況，并且互相備用?；緷M(mǎn)足汽輪機的變工況運行要求。高效節能型循環(huán)水泵采用臥式泵殼，運行、檢修非常方便。

C.高效節能型循環(huán)水泵的配置
在甘肅金川公司熱電廠(chǎng)、山東華泰熱電廠(chǎng)、山東里彥電廠(chǎng)、徐州詫城電廠(chǎng)及山東濱州魏橋熱電廠(chǎng)，我們先后設計了18臺135MW機組國產(chǎn)超高壓、中間再熱機組。這些電廠(chǎng)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，基本上是企業(yè)自發(fā)自用，企業(yè)除了有穩定的電力需求外還有一定的供熱負荷，企業(yè)的供熱負荷波動(dòng)較大。使得電廠(chǎng)循環(huán)水系統的循環(huán)水量大幅度改變。在沒(méi)有供熱負荷時(shí)，供熱機組基本上在純凝汽工況運行，這種情況往往出現在每年的夏季。隨著(zhù)冬季的來(lái)臨，生產(chǎn)供熱負荷與生活采暖負荷增加，使機組供熱負荷大幅度提高，極端情況下，機組會(huì )超額定抽汽工況運行。這些企業(yè)多數位于我國的華北、東北與西北地區，采暖時(shí)間較長(cháng)，每年固定采暖期有4-6個(gè)月，個(gè)別年限采暖期更長(cháng)。機組如此長(cháng)時(shí)間抽汽供熱運行，使得電廠(chǎng)循環(huán)水流量長(cháng)時(shí)間在較低的情況下運行，考慮電廠(chǎng)長(cháng)期經(jīng)濟運行要求，循環(huán)水泵的供水流量和揚程的高效范圍要求很長(cháng)。
以135MW供熱機組為例：夏季機組汽輪機VWO工況時(shí)，汽輪機凝汽器凝汽量為324.17t/h，1臺機組的循環(huán)水量為19640t/h；汽輪機額定抽汽工況時(shí)，汽輪機凝汽器凝汽量為223.36t/h，1臺機組的循環(huán)水量為12274 t/h；汽輪機在最大抽汽工況時(shí)，汽輪機凝汽器凝汽量142.66t/h，機組的循環(huán)水量為4700 t/h。循環(huán)水系統的流量從4700t/H--19000T/H變化，按照常規等容量水泵布置為滿(mǎn)足機組最小熱負荷的冷卻水要求配置循環(huán)水泵流量為9800T/H-11700T/H，供水揚程約18.0-21.5米，二臺水泵并聯(lián)運行。在額定抽汽工況下,一臺水泵運行,由于循環(huán)水量減少、系統的水阻下降,水泵的流量12274T/H,揚程將下降至15.0-16.0米，在汽輪機在最大抽汽工況時(shí),為滿(mǎn)足循環(huán)水系統要求運行一臺水泵，由于供水量大幅度減少，使水泵揚程大幅度提高,直接造成冷卻塔涌水,加大淋水裝置配水槽的流速，水流在淋水填料上熱交換的時(shí)間減少，降低了冷卻塔的冷卻效果。當然淋水填料熱交換的效果降低在冬季不會(huì )引取太多的注意，但是水泵運行肯定會(huì )移出水泵的高效范圍，水泵的工作效率降低，電動(dòng)機無(wú)功功率增加白白得浪費電能。由于循環(huán)水泵的電動(dòng)機功率710KW，長(cháng)時(shí)間運行不利于電廠(chǎng)節能。在這種情況下要求一種新的水泵配置模式，既要滿(mǎn)足大流量、高揚程要求也要滿(mǎn)足小流量低揚程要求，出現大、小水泵和高低轉速運行方式。這種配置模式強調大水泵高流量、高轉速按照系統的最大流量選擇，供水流量與揚程滿(mǎn)足系統的要求。小水泵的高流量、高轉速按照系統流量的60%的選擇，作為大水泵的備用水泵；大水泵的小流量、低轉速選擇按照小水泵的高流量、高轉速選擇，作為小水泵的高速備用水泵；小水泵的低流量、低轉速完全按照系統最小流量、與系統要求的供水揚程選擇，此時(shí)無(wú)其它備用水泵。這種通過(guò)機組抽汽工況的改變，自動(dòng)調整水泵的大、小及水泵的高、低轉速運行，使水泵供水量基本符合系統的循環(huán)水量的要求。

1.高效節能型循環(huán)水泵的使用情況
山東十里泉電廠(chǎng)2臺125MW機組配備4臺48SH-22同型號循環(huán)水泵運行。在一年大部分時(shí)間里供水系統確實(shí)存在單臺水泵運行供水流量不足，2臺水泵并聯(lián)運行廠(chǎng)用電又增加過(guò)大，水泵效率低下影響機組的經(jīng)濟運行。1998年10月將4#水泵(48SH-22)更換成高效節能水泵，高效節能水泵投產(chǎn)運行后，電廠(chǎng)委托廣東電力試驗研究所進(jìn)行了高效節能水泵性能測試，試驗結果表明：高效節能水泵在高、低轉速時(shí)的實(shí)際運行效率分別高達87.78%與86.11%，比未改造的其他水泵48SH-22效率分別提高28.26%和26.5%，耗電量明顯減少，同時(shí)新水泵運行調節靈活。
在廣東云浮電廠(chǎng)2臺125MW機組采用二次循環(huán)供水系統，系統配置4臺48SH-22型同型號循環(huán)水泵，水泵運行方式采用夏季三臺水泵運行，其他季節二臺運行。因為發(fā)現單臺水泵運行時(shí)的流量不足、效率低，1998年6月將循環(huán)水泵改成高效水泵。高效水泵投運后，電廠(chǎng)委托廣東電力試驗研究所對新水泵效率進(jìn)行檢測試驗, 試驗結果表明：新泵在高轉速時(shí)的流量達16537t/h，實(shí)際運行效率高達87.78%、電動(dòng)機功率1002KW；低轉速時(shí)的流量達13080t/h，實(shí)際運行效率為86.12%、電動(dòng)機功率646KW，水泵運行工況與機組運行工況基本吻合。原水泵實(shí)際運行點(diǎn)流量14400t/h、效率59.62%、電動(dòng)機功率1089KW；最高效率70%時(shí)流量為11540t/h，水泵運行工況與機組運行工況不符。由此可見(jiàn)新泵供水量比舊泵大2137 t/h、效率高、電動(dòng)機的功率低87.7KW；新泵低速運行時(shí)單臺水泵每小時(shí)節省443KW。
1998年12月由原電力工業(yè)部科學(xué)技術(shù)司組織鑒定,頒發(fā)科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書(shū)在全國予以推廣。

2.結論
當然任何新技術(shù)的推廣都需要一個(gè)認識過(guò)程, 高效節能型循環(huán)水泵的最大特點(diǎn)是節能、工作效率高。但是它是否適合所有地區、所有135MW機組的運行工況還需要更多的實(shí)際應用證明，更需要因地制宜的選擇。推廣高效節能型循環(huán)水泵不僅涉及到電廠(chǎng)循環(huán)水泵的配置、水泵備用與水泵運行費用問(wèn)題，而且關(guān)系到水泵與汽輪機運行的聯(lián)鎖控制問(wèn)題等等，尤其在長(cháng)江邊取水泵房必須謹慎選擇，高效節能型循環(huán)水泵的幾何尺寸較等容量水泵大的多，對江邊取水泵房而言，設備及設備運行費用不及取水泵房結構費用與施工費用，特別是水源枯水位與最高水位相差較大的時(shí)候。