南非公共電力公司Eskom正投入大量資金興建2座超臨界火電站，分別為Medupi和Kusile。兩座電站的發(fā)電能力分別為794 MW 和 798 MW，共安裝有6個(gè)機(jī)組。目前正處于電站的設(shè)計(jì)和建造階段。

　　如在之前的文章中《電站用泵的選擇：第1部分》所討論的，電站附屬設(shè)備中耗能最高的是冷凝水泵和鍋爐給水泵，因此為這些類型的泵正確選擇并合理配置驅(qū)動(dòng)方案至關(guān)重要。

 　　緊接著第1部分中所討論的冷凝水泵，第二篇文章的將圍繞兩個(gè)新電站中的鍋爐給水泵展開。

　　有兩種配置方案可供參考，最后的選擇要保證工廠內(nèi)的設(shè)備具有高使用率。此外，還有4種不同的變頻驅(qū)動(dòng)方案可供選擇，文章就每種方案的具體內(nèi)容進(jìn)行了討論。鍋爐給水泵最佳驅(qū)動(dòng)方案的選擇最終將基于以下三點(diǎn)來(lái)決定：三種不同運(yùn)行模式的經(jīng)濟(jì)評(píng)估、初期投資以及電站整個(gè)預(yù)期運(yùn)行周期內(nèi)泵組的能耗。

圖1. 新建的蘇爾壽鍋爐給水泵泵組

鍋爐給水泵的配置

　　有兩種鍋爐給水泵（BFP）配置方案被加以考慮。第一種方案是，采用一臺(tái)全開，蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的BFP，另兩臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)的BFP以半負(fù)荷形式備用，這兩臺(tái)泵配置有齒輪變速液力驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器（這是EsKom對(duì)濕冷冷凝器電站所采用的標(biāo)準(zhǔn)配置模式）。第二種方案包括3臺(tái)半負(fù)荷，電力變頻驅(qū)動(dòng)的BFP，兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，另一臺(tái)半負(fù)荷備用（為Eskom對(duì)空冷電站所采用的標(biāo)準(zhǔn)配置）。

　　如文章第1部分所討論的冷凝水泵，在比較BFP的配置時(shí)也要考慮以下因素：

　　◆ 初期投資成本

　　◆ 管路和儀表，包括閥門

　　◆ 電纜和系統(tǒng)

　　◆ 占地面積

　　◆ 冗余設(shè)備

　　◆ 零部件儲(chǔ)備

　　◆ 在空冷電站安裝全負(fù)荷蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的BFP時(shí)，BFP透平排放對(duì)循環(huán)效率的影響

　　通過對(duì)上述所列各因素進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估，對(duì)于這兩座預(yù)期使用周期為50年的電站，3臺(tái)半負(fù)荷電力變頻驅(qū)動(dòng)的BFP是最合理的配置方案。

BFP的變頻驅(qū)動(dòng)

　　這3臺(tái)半負(fù)荷運(yùn)行的電力變頻驅(qū)動(dòng)的BFP將包括：

　　◆ 一臺(tái)增壓泵

　　◆ 一臺(tái)主泵

　　◆ 一臺(tái)位于主泵和增壓泵之間的變速驅(qū)動(dòng)裝置（VSD）

　　BFP和驅(qū)動(dòng)器的選型將滿足電站的設(shè)計(jì)點(diǎn)（對(duì)BFP來(lái)說，是高壓透平旁路工作點(diǎn)）。

泵的變速驅(qū)動(dòng)選擇

　　共有4種變速驅(qū)動(dòng)供選擇，分別為：

　　◆ 配備減速齒輪箱的高速變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)

　　◆ 配備增速齒輪箱的低速變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)

　　◆ Voith Vorecon變速行星齒輪液力聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)

　　◆ Voith變速液力聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)

BFP驅(qū)動(dòng)方案1

　　這種方案是將高速變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接和主泵相聯(lián)。一臺(tái)減速齒輪箱將高速電機(jī)轉(zhuǎn)軸的另一端和增壓泵相聯(lián)（如圖2所示）。這種驅(qū)動(dòng)方案的BFP泵組（泵、電機(jī)和齒輪箱的組合）效率最高可達(dá)81.2%，相應(yīng)耗電最低。在透平最大持續(xù)功率（MCR）下，一臺(tái)BFP泵組的耗電為12.14 MW。該方案的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，在部分負(fù)荷工況下運(yùn)行，泵組同樣能以極高的效率和極低的耗電運(yùn)轉(zhuǎn)。

 　　但其最大的不足是VSD和變頻電機(jī)的初始采購(gòu)成本比較高。Eskom在其Matimba、Kendal和Majuba電站已積累了BFP配置和驅(qū)動(dòng)方案選擇經(jīng)驗(yàn)。這項(xiàng)技術(shù)可使整個(gè)BFP泵組達(dá)到高可用性和可靠性。

圖2. 配備減速齒輪箱的高速電力變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)　圖3. 配備增速齒輪箱的低速電力變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)

驅(qū)動(dòng)方案2

　　該驅(qū)動(dòng)方案采用低速變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接與增壓泵相聯(lián)。一臺(tái)增速齒輪箱將低速電機(jī)轉(zhuǎn)軸的另一端與主泵相聯(lián)（如圖3所示）。

　　使用此驅(qū)動(dòng)方案的BFP泵組（泵、電機(jī)和齒輪箱的組合）同樣可達(dá)到79.9%的高效率值。在透平最大持續(xù)功率（MCR）下，一臺(tái)BFP泵組的耗電為12.34 MW。由于增速齒輪箱在驅(qū)動(dòng)主泵時(shí)損失11.2 MW，泵效較方案1低。泵組仍具有在部分負(fù)荷工況下，可以高效、低能耗運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)勢(shì)。

圖4. Voith Vorecon（型號(hào)RW）剖面圖

　　采用低速變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的初期成本比采用高速變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方案1低，因此方案2較方案1具有成本上的優(yōu)勢(shì)，不過和將要討論的方案3和方案4相比，其成本仍然比較高。

　　Eskom電站對(duì)于這種驅(qū)動(dòng)方案沒有使用經(jīng)驗(yàn)，因此在認(rèn)真考慮之前，公司需要得到參考電廠和驅(qū)動(dòng)方案的詳細(xì)技術(shù)信息。