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技术创新:在煤矿尝试使用大于500MW的双驱动蒸汽泵

来源:中电新闻网 作者:不详 日期:2014/12/11 访问:

  低蒸汽流量是以condensing turbines作为蒸汽泵驱动力的另一个困难。在低负荷操作时通常没有足够的汽流通过main unit LP turbine, 因而不能预防由于blade wind age losses 造成的机器过热。

  在这种特况下,蒸汽泵turbine必须适应蒸汽机的高压高温汽。为了让一个设计承受大约150 PSG压力的turbine去驾驭高压汽2400 to 4500PSIG, 因厂家而异)必须有一个特殊的高压 insert 和 valve,去引导高压汽到控制台的一个小arc segment, 或者分隔外源throttling valve和desuperheater。这种separate throttle valve and desuperheater,以及联带的piping是目前常用但不便宜的途径。当然目前有些厂家的价格也是根据市场的需求而涨的。

  综合以上种种原因,许多新近的厂家已经开始转向可变频率的电动驱动泵,即便是效率被发电及VFD和电动机所影响,这种系统仍然常常比蒸汽turbine驱动泵效率要高。

  双驱动泵:为了避免上述问题,双驱动泵引起重视。双驱动系统包括使用了一个蒸汽turbine作为主驱动,并且一个2 pole motor作为start up驱动;蒸汽turbine通过一个gear-type,overrunning clutch被连接到蒸汽泵的正常驱动端,在一个60Hz plant,一个2 pole induction motor,以大约3600RPM的速度通过第二个clutch驱动泵的另一端。

  在start up过程中,如果没有汽,steam turbine clutch将被分离,而电动端的clutch将自动engage,只要电动机开始工作。这3600RPM泵速很好的协调了蒸汽泵要求的水流和压力。

  当蒸汽产生时,turbine将被加速。当turbine速度开始超过电动机速度,turbine- to- pump clutch将自动 engage, 并且 motor-to-pump clutch将自动分离。这种分离与连接两个不同的clutch是一种自动化的过程,turbine和泵将继续加速到全速,随之负荷也加大。此时启动电动机将关闭。

  对于要求booster泵的设计,2-pole启动机可以设计为双头电动机,并且驱动booster泵。在这种设计中电动机将继续工作,尽管蒸汽turbine已经使蒸汽泵达到全速。 在泵与 2-pole motor之间的clutch 也被disengaged and over running。

  Backpressure vs. Condensing Turbine

  另一种方式是也使用双驱动泵,但是使用backpressure turbine来代替condensing turbine,这种back pressure turbine 与main unit IP casing 平行放置,从hot reheat吸取 inlet steam, 并且排出到main LP turbine inlet. 这种方式有很好的效率,更加可靠,并比电驱动经济。同时也排除轻负荷的弊病,具有接近蒸汽泵的灵活性,且不需要start- up pump。

  这种back pressure turbine 与泵的操作速度协调的比condensing turbine更好。从而使效率提高到与main unit IP turbine基本一致。排气端蒸汽量也比condensing turbines 少得多。因此不再需要大尺寸,高速的last stage blades。这种back pressure 的缺陷是轻度升高的排气温度。大部分的能量可被main unit LP turbine保留下来。这种优点是condensing turbine 所没有的。相反给condenser和冷却系统增加热负荷。

  双驱动蒸汽泵与Back Pressure Turbine驱动结合的优势

  从一个分开的启动泵到双驱动主泵,并且使用back pressure turbine作为主要的驱动有如下优势:

  1、省钱:不需要启动泵和电动机高压piping, valves和switchgear

  2、提高了效率:相对condensing turbine drive或者具有VFD的电动驱动而言。

  3、不需要备用的蒸汽源及piping valves以及de-superheater.

  4、额外的节省:back pressure turbine相对便宜。

  5、排除大尺寸的duct

  6、提高了灵活性

  7、提高了工厂的可造性

  8、对于booster pump,启动机可以连读驱动booster pump而不需要电动机和switchgear.

 
关键词:技术创新 双驱动蒸汽泵 煤矿
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