目前，国内大多数 9F 燃气轮机发电机组中的三压余热锅炉给水泵基本上采用分泵型式，但 西门子公司在 GUD lS. V94. 3A 型 400 MW 级 燃气-蒸汽联合循环工程中选用了高、中、低压合 泵式给水泵，并有不少成功应用的范例，如新加 坡的 Pulau seraya 电厂、西班牙的 Arrubal 电厂 以及浙江省的萧山发电厂。
1 系统构成
1.1 热力系统设计
西门子公司 GUD lS. V94. 3A 型 400 MW 级燃气一蒸汽联合循环机组配套的余热锅炉为三 压、再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉。在 设计时，汽水系统通常采用凝汽器真空除氧的方 式，性能保证工况下，100% 负荷时要求凝结水的含氧量(质量分数)在 7X1。一 9 以内。在机组启动至 40% 负荷阶段，通过旁路除氧器达到含氧量要 求，这期间由旁路除氧泵替代凝结水泵作为给水泵的前置泵使用，除氧后的凝结水与除氧器旁路约 55 t/h 的流量?昆合后进入低压汽包和给水泵进口。给水泵的再循环和低压抽头送入到凝结水预加热器进口，提供 73. 8 t/h 左右的流量，保 证凝结水预加热器进口温度在 55 OC ，由凝结水 预加热器旁路阔调节其出口温度在 150. 5 oc 。 这样的设计，在降低余热锅炉的排烟热损失和低 温受热面的抗腐蚀能力间寻找一个最佳平衡点， 同时也可提高给水泵入口的有效汽蚀余量。典型的热力系统见图1.
1.2 系统的藕合
由于余热锅炉的三压系统为各自独立的高 压、中压和低压系统，其压力等级差别很大，因此 给水系统的选择通常有两种方式:
(1)采用三路分别供水，即分泵型给水系统， 由凝结水泵直接为低压汽包供水，同时也为高压和中压给水泵提供水源。
(2) 三路给水由同一台给水泵提供，即合泵 型供水，给水由凝结水泵出口经凝结水预加热器后连接到低压汽包给水平台和给水泵人口，给水 泵的中压抽头连接到中压给水平台，给水泵的出 口连接到高压给水平台。
合泵与分泵相比，2 台给水泵(一用一备)就 基本解决了余热锅炉三压系统的上水工作，而 分泵就需要 46 台才能满足需要(三压余热锅 炉的低压系统有时设置独立的低压给水泵);一 次性投资合泵较分泵便宜 10% 20% 以上;而 系统的总尺寸、维护工作量、备品备件、后期的 电耗成本等，合泵就更加具有明显的优势。但 合泵带来的一个重要问题是高、中、低压系统的 紧密搞合使控制难度增大。由于高压与中压系 统的相互串接，任何一个汽包水位扰动都会影响到另一汽包的水位控制，西门子公司的设计 基本上考虑以调速给水泵为基本调节手段，以
高压给水母管与高压汽包的压差作为被调量， 同时以高压与中压给水调节间作为辅助调节手 段，使机组在正常运行阶段，确保高压给水调节 阅达到最大的开度，以减少节流损失。同时在 一些极端工况下，当余热锅炉需要大量减温水时，运行人员可改变给水泵调速系统的压差控 制定值，实现供水方面的平衡。相比高压而言， 中压系统给水流量只有高压系统的 20% 左右， 用节流控制对系统能耗的影响并不是很大。但 考虑到联合循环机组要求快速启停和调峰运行 的特性，必须对各运行工况加以综合分析与研 究，所以列出 16 个工况的流量变化情况，其中 工况 14 、58、9 12 、13 16 工况分别为设 计、冬季和夏季、ISO( 标准大气压，15 OC ，相对 湿度 60%) 工况下 100% 、75% 、50% 、30% 负荷 率时的流量数值，见表 1。
根据表1，所有工况下中压抽头与高压出口 流量和压力的变化趋势基本一致，所以只要抽头位置选择正确，而且中压给水流量还可通过中压 调节间来控制，所以从技术角度上来说，兰压余 热锅炉的汽水系统应用合泵是完全可行的。反而采用分泵布置时，会存在各给水泵进口水量分配不平衡的问题。
2 给水控制的实现与优化
由于三压余热锅炉各个汽包的水容积相对 较小，对各种扰动所产生的虚假水位尤为敏感， 如 100% 容量旁路的开启、汽轮机调门的开启、燃 气轮机排气温度的快速变化等都会影响汽包水 位的稳定，如何针对合泵设计一套合理、高效的 水位控制方法，确保给水系统良好的调节品质显 得更加重要。
2.1 高压给水控制
压给水控制可根据联合循环机组启停以及各个运行工况的阶段特征进行设计，包括从 机组启动至带满负荷可经历旁路间流量控制、 旁路阀单信号液位控制、旁路阀三信号液位控 制、主调节阀三信号液位控制等四种模式，通过 程序来自动判断过程参数，当条件满足时进行 无扰切换。
流量控制用于启动初期的锅炉注水，可采用 预定的速率，在高压汽包水位低于一 350 mm 阶 段执行，主要考虑高、中、低压汽包同时上水时凝 汽器最大补水量的需求。一旦到达一 350 mm水 位，控制模式则切换为单信号液位控制。单信号 模式负责机组点火前及蒸发量小于 20% 时的给 水控制，主要保证余热锅炉在燃气轮机启动前达 到所要求的启动水位。同时引入汽包压力和蒸 汽流量，在汽包压力超过一定值时，认为余热锅 炉已经起压，实际的水位膨胀量已经减弱，允许汽包水位由启动水位向正常运行水位进行缓慢切换。当蒸发量大于 20%后，水位控制切换为三 信号控制，切换过程由闭环回路自动完成[1-3J 。 控制简图见图 2。
图 2 给水控制简图
为了克服虚假水位的影响，控制回路应引 人实际功率和汽包压力修正。当机组功率或汽 包压力发生变化时使给水控制提前动作，尤其 在参与一次调频或 AGC 控制模式时，燃气轮 机的响应能力较快，会导致烟气流量或排烟温 度的快速变化，使余热锅炉蒸发量也快速跟随 变化。为了维持汽包水位的稳定，必须及时对 给水流量作出调整。如果没有该回路，水位就 会因虚假水位而引起振荡。高压汽包水位控制 还涉及到主给水调节阀与旁路阔的切换，旁路 调节阔的最大调节能力为(30% 40%)MCR， 此范围内调节品质较好，当旁路调节阀开启到80%以上时才逐渐切换到主给水调节阀调节， 整个切换过程为模拟量平滑过渡，扰动相对较
2.2 中、低压给水控制
中压给水控制策略与高压给水基本相同，不同之处是合泵的中压抽头选择余量对系统扰 动有极大的关系，尤其通过压差调节的方式控制高压给水系统时，这种扰动会传递至中压系 统，在控制回路中必须着重解决这个问题。同 时中压与低压系统参数低、容量小以及余热锅 炉固有惯性等问题对虚假水位更为敏感，所以中、低压系统在给水控制策略上不仅采用三信号调节方式，实际功率和汽包压力修正作用也应比高压给水控制有所增强，同时在控制回路 中应增加燃气轮机排烟温度变化的超前环节。
2.3 合泵转速控制 给水泵转速控制的被调量是高压给水母管与高压汽包的压差，能保证高压给水调门基本 运行在较大开度，减小了间门的节流损失。当高压汽包水位上升到高水位时，高压给水调门 将逐渐关小，给水母管与汽包之间的压差会进 一步增大，一旦超过先前设定的压差时，给水泵 转速就自动下降，引起给水流量的下降，高压给 水调门会根据流量的变化而适当增加开度，并 稳定在一个新的平衡点。反之，当高压汽包水 位偏低时，高压给水调门会逐渐开大，以增加给水流量，减小给水的阻力损失，会造成给水母管 压力下降，此时，给水泵转速将自动增加。给水 泵转速控制的过程中，对于中压给水系统的扰 动因调节系统的作用加强，加上本身的给水流量相对较小，应用节流调节可达到良好的调节 品质。
3 结语
高、中压合用给水泵在余热锅炉三压系统上的应用与实践证明，只要系统的设计合理以及恰 当的控制逻辑，这种方式是完全可行的，不仅减 轻了建设过程中的投资，也符合国家的节能减排 政策。
对于合泵的生产，就目前国内而言，以截断 泵为典型设计的上海 KSB 泵业有限公司(技术支持方在国外)已有多家燃气电厂应用多抽头 给水泵的成功业绩，而国内较大水泵生产企业， 如上海电力修造厂与沈阳工业泵厂也一直将合 泵作为研发产品。当前，上海电力修造厂在筒 型合泵上已有浙江萧山发电厂成功应用的 业绩。
