【正文】 kW；——單位時(shí)間轉(zhuǎn)移給密封水的能量； kW；——單位時(shí)間轉(zhuǎn)移給潤(rùn)滑油的能量； kW；——輻射功率 kW。隨著給水壓力和溫度的提高，以及給水泵功率的增大，給水的壓縮性不能忽略不計(jì)。由于從給水泵汽輪機(jī)測(cè)較難直接在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出其效率，除非在驅(qū)動(dòng)端（即給水泵汽輪機(jī)與給水泵連接處）安裝扭矩儀，但是這樣往往無法在現(xiàn)場(chǎng)做到，難度很大。在主汽輪機(jī)的負(fù)荷減少時(shí)，給水流量雖然減少，抽汽壓力也降低了。它直接驅(qū)動(dòng)鍋爐給水泵，其效率的計(jì)算與給水泵的性能有著密切的聯(lián)系。與整個(gè)熱力循環(huán)中加給 1kg 蒸汽的熱量之比稱為汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率。上式為汽輪機(jī)效率的連乘式，有式中可以看到：汽輪機(jī)效率的高低主要是由汽輪機(jī)循環(huán)效率決定的，而 則是循環(huán)熱效率和相對(duì)內(nèi)效率的乘積。對(duì)單元機(jī)組而言，最高的鍋爐效率與汽輪機(jī)效率及最低的廠用電率未必會(huì)在同一運(yùn)行工況中出現(xiàn)，其中有一個(gè)最佳匹配問題。同全廠毛效率和凈效率一樣，標(biāo)準(zhǔn)煤耗率也有發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率和供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率之分。因此，整個(gè)發(fā)電廠的絕對(duì)熱耗率比汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的熱耗率高。d== kg/kW (2—1)如果一臺(tái)汽輪機(jī)組是在某個(gè)進(jìn)汽參數(shù)下接受全部蒸汽并在某個(gè)較低的壓力下排出全部蒸汽的（這里指是沒有給水回?zé)岬暮椭虚g再熱的凝汽式汽輪機(jī)或背壓式汽輪機(jī)），汽耗率是最恰當(dāng)?shù)男阅芸己酥笜?biāo)。在 300MW400MW 之間時(shí)，為了使給水泵汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性得到進(jìn)一步提高，有些國家推薦使用 100%容量。給水泵汽輪機(jī)是兩種變速驅(qū)動(dòng)中最經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)方式。（2）較高的工作轉(zhuǎn)速以及較小的理想焓降，使給水泵汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)不多，大都超過了 78 級(jí)，轉(zhuǎn)子直徑也不大。其最大功率取決于給水泵的最大功率，即考慮了流量余量和壓頭余量后的給水泵的功耗，一般為額定功耗的 115%120%。當(dāng)給水泵具有中間抽頭供再熱器減溫噴水時(shí)，在計(jì)算給水泵的耗工時(shí)給水量應(yīng)按下列公式計(jì)算： Q （1—1）式中 ：Q 具有中間抽頭時(shí)，給水泵的當(dāng)量流量；Q 給水量；n 、n 抽頭處給水泵級(jí)數(shù)及給水泵的總級(jí)數(shù)；Q′ 級(jí)間抽水量。給水泵汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速或額定轉(zhuǎn)速應(yīng)與給水泵綜合考慮后確定，大都在50006000r/，當(dāng)主汽輪機(jī)定壓運(yùn)行時(shí)，給水泵汽輪機(jī)的變速范圍為額定轉(zhuǎn)速的 80%100%。當(dāng)主汽輪機(jī)的負(fù)荷變化時(shí)，它的抽汽參數(shù)，即給水泵汽輪機(jī)的進(jìn)口參數(shù)要隨之發(fā)生變化，當(dāng)主機(jī)抽汽壓力下降到一定程度時(shí)，就要利用專門的自動(dòng)切換閥門把高壓缸的汽源引入給水泵汽輪機(jī)，為此把主汽輪機(jī)在額定功率時(shí)的抽汽參數(shù)作為給水泵汽輪機(jī)工作參數(shù)的設(shè)計(jì)值或額定值。4 可以實(shí)現(xiàn)給水泵的變速調(diào)節(jié)，減少了低負(fù)荷時(shí)給水泵的耗功，從而改善了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。2 給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)與主汽輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式相比，給水泵汽輪機(jī)的內(nèi)效率雖不及主機(jī)（前者約為 82%84%），后者可達(dá)到 88%90%，但汽輪機(jī)與給水泵直接連接減少了動(dòng)力傳遞過程中的能量損失（一般為 %）。但是，供汽壓力太低就要導(dǎo)致給水泵汽輪機(jī)的最末級(jí)的排汽面積的過分增大，限制了本身轉(zhuǎn)速的提高，同時(shí)其余速損失進(jìn)一步加大，降低其相對(duì)內(nèi)效率 。b 由于供汽壓力較高，進(jìn)入給水泵汽輪機(jī)的蒸汽容積流量較小，降低了通流部分噴嘴和葉片的高度。圖 1 表示了采用凝汽式給水泵汽輪機(jī)的典型系統(tǒng)。所以，目前這兩種形式的給水泵汽輪機(jī)已經(jīng)不再廣泛的使用，取而代之的是凝汽式給水泵汽輪機(jī)[10]。背壓抽汽式的缺點(diǎn)與背壓式一樣，其排汽量重新回到主汽輪機(jī)，對(duì)改善主機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性并無好處，特別當(dāng)主機(jī)功率增大，末級(jí)排汽面積不夠的時(shí)候更為突出。2 背壓抽汽式背壓抽汽式給水泵汽輪機(jī)也是由主汽輪機(jī)的某一壓力較高的抽汽口供汽，排汽側(cè)與主汽輪機(jī)的另一壓力較低的抽汽口相連。在 60 年代初期，這種主汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式曾獲得了較多的發(fā)展。所以，目前生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)給水泵的電動(dòng)機(jī)功率大多都不超過 6000kW。采用這種設(shè)計(jì)可以有效地減小作用在轉(zhuǎn)子上的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。m 及以上的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。2. 能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速, 調(diào)速精度高, 調(diào)速范圍寬(一般為10∶1) , 機(jī)械特性好。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展, 各種容量和型式的變頻電源、整流裝置的研制成功以及大容量晶閘管價(jià)格的降低, 使許多大型火電機(jī)組鍋爐給水泵采用交流變速驅(qū)動(dòng)成為可能。有液力耦合器來改變給水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)給水量或采用其它變速裝置控制電機(jī)轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)給水泵。例如：美國的托馬斯克里克廠的 4 號(hào)機(jī) 600MW，卡特爾廠 615MW 的 號(hào)機(jī)組都是采用一臺(tái)全容量的汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵而且不用備用泵。在配比方式上，對(duì)于容量在 300MW至 400MW（甚至到 600MW）之間的機(jī)組，為使選用的給水泵汽輪機(jī)組能顯出更大的優(yōu)越性，多采用全容量給水泵汽輪機(jī)。[2][3]研究表明，300MW 及以上大型火電機(jī)組用工業(yè)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)鍋爐給水泵，其經(jīng)濟(jì)性能夠顯著提高；反之，對(duì)于 250MW 及以下的火電機(jī)組一般采用電動(dòng)給水泵較為有利。在我國由于給水泵驅(qū)動(dòng)的可靠性尚有待提高，通常主張采用 2 臺(tái) 50%容量（對(duì)300MW 以上的火電機(jī)組給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式）和 1 臺(tái) 50%容量的備用泵運(yùn)行方式。給水泵汽輪機(jī)屬于工業(yè)汽輪機(jī)的范疇，通常給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力在 —— 之間，排汽壓力在 ——12Kpa 之間。在我國的 300MW 及以上的火電機(jī)組中，鍋爐給水泵的驅(qū)動(dòng)有部分采用的汽輪機(jī)來（簡(jiǎn)稱給水泵汽輪機(jī),下同）驅(qū)動(dòng)。因此，除了要求機(jī)組在額定工況下有較高的經(jīng)濟(jì)性外，同時(shí)還要求汽輪機(jī)組適應(yīng)在變壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行方式下工作，電廠輔機(jī)設(shè)備中的給水泵的運(yùn)行方式也由原來的定速運(yùn)行改為變速運(yùn)行。首先介紹了給水泵的兩種驅(qū)動(dòng)方式——電動(dòng)和汽動(dòng)，重點(diǎn)介紹了汽動(dòng)給水泵的形式以及其優(yōu)缺點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 大型機(jī)組汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)熱力計(jì)算與經(jīng)濟(jì)分析摘 要給水系統(tǒng)是發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的重要組成部分，它的工質(zhì)流量大，壓力高，對(duì)發(fā)電廠的安全，經(jīng)濟(jì)，靈活運(yùn)行至關(guān)重要。本論文圍繞大型機(jī)組給水泵汽輪機(jī)效率和經(jīng)濟(jì)性分析這一課題，著重分析該汽輪機(jī)在機(jī)組額定工況運(yùn)行中效率計(jì)算的問題。由于電網(wǎng)容量的迅速增大，晝夜之間負(fù)荷的差值也就越來越大，大容量機(jī)組參加調(diào)峰的問題已經(jīng)迫在眉睫。由于給水泵汽輪機(jī)與主汽輪機(jī)低壓缸并聯(lián)布置，這就有效的增加了排汽面積，使主汽輪機(jī)的排汽損失減小，從而提高了整個(gè)熱力系統(tǒng)的熱效率。因此，火力發(fā)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性不僅僅依賴于機(jī)組的本身效率，同時(shí)還對(duì)于熱力系統(tǒng)中輔機(jī)的配置和運(yùn)行方式有一定的要求，然而，人們往往很重視主機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)鍋爐給水泵驅(qū)動(dòng)用的小汽輪機(jī)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性了解不多，重視不夠，對(duì)于其經(jīng)濟(jì)性的分析也缺乏一定的深度。這樣，提高了鍋爐給水泵汽輪機(jī)的效率，同時(shí)也就是提高了給水泵效率，降低了給水泵的耗功，降低了廠用電，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵外加 1 臺(tái) 25%備用泵。所以，在火電廠中，給水泵汽輪機(jī)的分析不僅對(duì)小汽機(jī)是現(xiàn)在要進(jìn)行的研究課題，對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性提高也具有相當(dāng)?shù)囊饬x。90 年代這個(gè)比例呈增加趨勢(shì)，不僅在經(jīng)濟(jì)性上能夠提高，還由于變速給水泵汽輪機(jī)的固有特性可滿足給水泵對(duì)可靠性的各種要求變化。這樣不僅可以節(jié)約一部分投資，甚至于不采用備用泵。第一章 給水泵驅(qū)動(dòng)方式概述 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)這種驅(qū)動(dòng)方式是：由給水泵的給水調(diào)節(jié)閥控制給水流量，也可以有電動(dòng)機(jī)經(jīng)液力耦合器后驅(qū)動(dòng)給水泵。自80 年代開始, 交流變速傳動(dòng)技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展很快。無換向器電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：, 使用的晶閘管少, 控制方便, 能適應(yīng)惡劣環(huán)境運(yùn)行, 能做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、高效率的調(diào)速系統(tǒng)。W S 型無換向器電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)為：(1) 采用了新型大功率晶閘管, 使頻率能在0～ 120Hz 范圍內(nèi)調(diào)整, 同步電動(dòng)機(jī)因而能達(dá)到7200r246。的電角度。但是當(dāng)機(jī)組功率增大后，由于電動(dòng)機(jī)、變壓器啟動(dòng)的控制設(shè)備容量要求也相應(yīng)的增大，整個(gè)裝置的成本也同時(shí)增大，增加了廠用電率。也有采用主汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸經(jīng)液力耦合器，再經(jīng)增速箱驅(qū)動(dòng)給水泵。這種形式的給水泵汽輪機(jī)對(duì)改善主汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性提高沒有體現(xiàn)出一定的優(yōu)越性，僅在發(fā)展初期有過應(yīng)用，目前已不再使用。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：a 背壓抽汽式給水泵汽輪機(jī)比凝汽式汽輪機(jī)更易做成高轉(zhuǎn)速，且外形尺寸較小，不需要在單獨(dú)設(shè)置小凝汽器，設(shè)備投資或成本降低；b 通過再熱器的蒸汽量可減少 10%左右，降低了再熱器，管道和截止閥的尺寸和成本；c 簡(jiǎn)化了主汽輪機(jī)的中壓缸第一級(jí)葉片及中壓缸的汽缸設(shè)計(jì)（無抽汽口或減少了抽汽口）；d 可減少由于蒸汽中間再熱給回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)帶來的熱經(jīng)濟(jì)性的不利影響；e 降低了加熱器的成本，因?yàn)檫M(jìn)入這些加熱器的蒸汽來自給水泵汽輪機(jī)的抽汽口，它的溫度較主汽輪機(jī)的相應(yīng)的抽汽口的溫度低。不利于保證給水工作的可靠進(jìn)行，同時(shí)整個(gè)機(jī)組的熱效率一般較采用凝汽式給水泵汽輪機(jī)略低。當(dāng)主機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，主機(jī)抽汽壓力相應(yīng)下降，主機(jī)抽汽壓力下降到某一程度時(shí)，就要利用專門的自動(dòng)切換閥門將高壓汽源引入給水泵汽輪機(jī)。但是，在以前的分析中可以得出，從主汽輪機(jī)中間再熱點(diǎn)之前供汽，有如下的缺點(diǎn)：a 蒸汽在給水泵汽輪機(jī)膨脹處的溫度過大使其內(nèi)效率下降，增大末級(jí)葉片的水蝕。此外，較低的抽汽壓力可增大進(jìn)汽容積，改善給水泵汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率 ，進(jìn)一步降低機(jī)組的熱耗率。它同電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)方式存在很大的差異，筆者經(jīng)過對(duì)兩者的分析，得出給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)比電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是[20]：1 給水泵汽輪機(jī)可提供不受限制的驅(qū)動(dòng)功率，為大功率汽輪機(jī)的制造、發(fā)展創(chuàng)造了條件，可設(shè)計(jì)為高轉(zhuǎn)速并與給