电动给水泵系统和发电机组
技术领域
本实用新型涉及煤气发电技术领域，具体而言，涉及一种电动给水泵系统和发电机组。
背景技术
钢铁一直是制造行业的基础需求材料，因此生产量巨大。钢铁工艺生产中常伴生有大量高炉煤气、转炉煤气等二次能源。而随着对环保的重视，以及各大钢铁企业降低成本、提高经济效益的需要，高、焦、转炉煤气的清洁高效利用越来越受到各钢铁企业的重视，钢铁企业煤气发电新技术新工艺亦在不断进步与革新，逐步从中温中压向高温高压发展，并逐步发展至超高温超高压、亚临界中间再热参数系列，容量也从先前的单机 35MW、50MW、65MW逐步发展到现在主流的单机100MW甚至150MW。
随着参数及容量的不断提升，发电机组中的给水泵的容量越来越大，扬程也越来越高，以目前100MW亚临界煤气发电机组为例，给水泵的扬程已经超过2000m，流量约为400t/h。若仍以常规转速进行给水泵设计，则给水泵级数需设计到11～12 级，导致叶轮又大又长，不利于给水泵整体结构设计，且给水泵级数过多，其推力瓦、平衡装置等容易损坏，使用运行寿命较短，不利于电厂的长期稳定运行。
另一方面，若采用目前大型燃煤机组所用的液力耦合器调速系统，其应用虽可以使得高转速给水泵得以使用，但其属于转差损耗型调速，相对于变频器调速，其调速效率低，调速范围窄，且液力耦合器机械结构和管路系统复杂，长期运行会经常出现漏油和打坏齿轮的现象，后期维护工作量较大，一旦出现故障必须停机检修，可靠性难以保证，不利于机组的稳定运行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电动给水泵系统和发电机组，能够实现全程调速，且给水泵效率高。
本实用新型的实施例是这样实现的：
本实用新型实施例的一方面提供一种电动给水泵系统，其包括依次连接的高压变频器、电机和给水泵，所述给水泵的转速在 4400r/min～5000r/min之间。
可选地，所述给水泵和所述电机之间连接有增速齿轮箱。
可选地，所述增速齿轮箱与所述电机之间通过第一联轴器连接。
可选地，所述电机还连接有前置泵。
可选地，所述前置泵和所述电机之间通过第二联轴器连接。
可选地，所述电机的转速小于1500r/min。
可选地，所述电机为三相异步电动机。
本实用新型实施例的另一方面提供一种发电机组，其包括锅炉和如上述的电动给水泵系统，所述锅炉与所述电动给水泵系统的给水泵连接。
可选地，所述锅炉的工作温度大于540℃，额定压力在16MPa～ 19Mpa之间，额定功率在80MW～150MW之间。
本实用新型实施例的有益效果包括：
本实用新型实施例提供的电动给水泵系统和发电机组，包括依次连接驱动的高压变频器、电机和给水泵，所述给水泵的转速在4400r/min～5000r/min之间。通过高压变频器驱动电机，实现电动给水泵系统全程调速；给水泵为高转速给水泵，给水泵转速越高，泵的效率越高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的电动给水泵系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的电动给水泵系统电路连接示意图。
图标：1－给水泵；2－增速齿轮箱；3－电机；4－前置泵；5－高压变频器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参照图1，本实施例提供一种电动给水泵系统，主要应用于钢铁煤气发电领域，适用于超高温亚临界煤气发电机组小流量、高扬程电动给水泵组系统，超高温亚临界煤气发电机组指主汽温度超过540℃、主汽额定压力约为16～19MPa的利用钢厂富余煤气发电的额定功率为80MW～150MW的机组。
本电动给水泵系统的给水泵1可通过水管路和发电机组的锅炉连接，为锅炉提供高压水，锅炉内的水转化为蒸汽发电。
现有钢铁企业煤气发电新技术新工艺已发展至超高温超高压、亚临界中间再热参数系列，容量也逐步发展到现在主流的单机100MW甚至150MW。随着参数及容量的不断提升，给水泵1 的容量越来越大，扬程也越来越高，若仍以常规转速进行给水泵1设计，则给水泵1级数需设计到11～12级，导致叶轮又大又长，不利于给水泵1整体结构设计，且给水泵1级数过多，其推力瓦、平衡装置等容易损坏，使用运行寿命较短，不利于电厂的长期稳定运行。
另一方面，若采用目前大型燃煤机组所用的液力耦合器调速系统，其应用虽可以使得高转速给水泵1得以使用，但其属于转差损耗型调速，相对于变频器调速，其调速效率低，调速范围窄，且液力耦合器机械结构和管路系统复杂，长期运行会经常出现漏油和打坏齿轮的现象，后期维护工作量较大，一旦出现故障必须停机检修，可靠性难以保证，不利于机组的稳定运行能克服现有技术的不足。
本实施例提供的电动给水泵系统，能够实现给水泵1的高转速设计，提高给水泵1效率，降低给水泵1制造成本，同时可实现给水泵1的全程调速。
具体地，如图2所示，本实施例提供的电动给水泵系统包括给水泵1、增速齿轮箱2、电机3、高压变频器5和前置泵4。
高压变频器5、电机3、增速齿轮箱2、给水泵1依次连接，增速齿轮箱2连接在给水泵1的输入轴上。电机3有两个输出轴，增速齿轮箱2和前置泵4分别连接在电机3的两个输出轴上，高压变频器5的接线端子和电机3的接线端子电连接。
高压变频器5还连接有电源，通过电源的开启和闭合，用于给高压变频器5供电。
其中，给水泵1为高转速给水泵，给水泵1的转速在 4400r/min～5000r/min之间。
在目前通常设计的转速范围内，给水泵1转速越高，泵的效率越高，同时泵的直径也就可更小，从而给水泵1的制造成本可降低；另外，泵壳也可更薄，从而启动及变负荷适应性更强。
电机3转速小于1500r/min(～1500r/min)，电机3采用中转速电机，电机3通过高压变频器5驱动，以控制调速。通过高压变频器5驱动电机3，实现电动给水泵系统全程调速。
高压变频器5技术成熟，可靠性高，即使发生故障也可通过与工频旁路的切换使负载接工频运行，保证生产的连续性，同时，高压变频器5还可以一机多用，可通过开关切换设备用一台变频器控制多台高压电机3，节省投资成本。
另外，相对于常规转速电机3(～2985r/min)直接驱动给水泵1组方案，本电动给水泵系统可以有效减少给水泵1叶轮级数，提高给水泵1效率，提高给水泵1平衡装置使用寿命，降低给水泵1制造成本。
本实用新型实施例提供的电动给水泵系统，通过高压变频器5驱动中转速的电机3，实现电动给水泵系统全程调速；给水泵1为高转速给水泵1，给水泵1转速越高，泵的效率越高，同时泵的直径也就可更小，从而给水泵1的制造成本可降低。
示例地，电机3为三相异步电动机，三相异步电动机结构简单，制造方便，运行性能好。
进一步地，给水泵1和电机3之间连接有增速齿轮箱2。
电机3通过增速齿轮箱2间接驱动给水泵1，电机3与给水泵1分别布置在增速齿轮箱2的两侧。电机3输出的转速通过增速齿轮箱2增速后输出驱动给水泵1。
相比于液力耦合器的无级调速，本电动给水泵系统设置增速齿轮箱2增速，无转差损耗，效率较高，噪音较低。同时，相对于液力耦合器，本系统调速精度高，稳定性高，有利于机组稳定运行。
电机3还连接有前置泵4，前置泵4由电机3直接驱动。前置泵4的设置，能有效避免给水泵1发生汽蚀。
增速齿轮箱2与前置泵4分别布置在电机3的两侧，电机3 两端与增速齿轮箱2、前置泵4分别通过第一联轴器和第二联轴器进行连接。即电机3与增速齿轮箱2通过第一联轴器连接，电机3与前置泵4通过第二联轴器连接。
联轴器用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用，以保护原动机和工作机少受或不受损伤。通过联轴器连接电机3与增速齿轮箱2，以及电机3与前置泵4，可使本实施例提供的电动给水泵系统安全、可靠，具有足够的强度和使用寿命。
本实用新型实施例提供的电动给水泵系统，电机3由高压变频器5控制调速，电机3两端分别与前置泵4及增速齿轮箱2 连接，增速齿轮箱2的另一端连接给水泵1，电机3输出的转速通过增速齿轮箱2增速后输出驱动给水泵1。因此高压变频器5 通过调整电机3转速间接的调整给水泵1的转速。
本实用新型实施例提供的电动给水泵系统，与常见的中转速电机3直接驱动给水泵系统相比，可以降低给水泵1级数，提高给水泵1效率，降低给水泵1制造成本，同时前置泵4的加入可极大的降低给水泵1汽蚀风险；而与采用液力耦合器配合高转速给水泵1的调速系统相比，本电动给水泵系统可有效的实现给水泵1的全程调速，不仅调速范围宽、调速效率高，且可靠性高，提升了机组的运行稳定性。
本实用新型下的高转速给水泵1相对于中转速电机3直接驱动的中转速给水泵1，由于其转速更高，大大减小给水泵1叶轮的级数，以100MW超高温亚临界煤气发电为例，采用中转速电机3驱动的给水泵1叶轮级数为11～12级，而采用高转速给水泵1，其叶轮级数仅为6级，而给水泵1效率因转速提升相对提升约1％～1.5％。
本实用新型实施例还公开了一种发电机组，包括锅炉和如上实施例的电动给水泵系统，锅炉与给水泵1通过水管路连接。
进一步地，锅炉的工作温度大于540℃，额定压力在 16MPa～19Mpa之间，额定功率在80MW～150MW之间，即该发电机组为超高温亚临界发电机组，可利用钢厂富余煤气发电。
通过本电动给水泵系统提供高压水给锅炉，锅炉内的水高温高压转化为蒸汽发电。
该发电机组包含与前述实施例中的电动给水泵系统相同的结构和有益效果。电动给水泵系统的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
