热电厂采用汽动给水泵的技术经济分析

栏目：节能降耗发布时间：2018-08-22

文章摘要：利用锅炉富余新蒸汽驱动小型工业汽轮机拖动给水泵,排汽供热用户使用; 或利用背压机组排汽驱动小型工业汽轮机拖动给水泵，排汽进入除氧器作为加热蒸汽，可以提高企业经济效益，达到节能减排目的。

关键词电动给水泵汽动给水泵技术经济分析

前言

能源是人类生活中最重要的资源，是关于我们现实和未来生存发展的最为基本的东西。由于常规能源的不可再生性和煤炭石油大量使用给环境带来很大的污染，各级政府都对企业下达了节能降耗和减排的指标。同时近年来煤、油价格飚升，使热电厂的热电成本大增，使热电企业的利润空间越来越小。为了降低企业生产成本,减少燃料消耗量,完成节能减排的指标,热电厂必需进行一些节能改造，降低发电、供电和供热煤耗。节能技改途径很多，其中行之有效的一项是改电动给水泵为汽动给水泵，下面对两个工程案例做一些简单分析。

1. 给水泵拖动方式

锅炉给水泵的拖动方式，一般分电动机与汽轮机二种拖动方式。电动给水泵操作方便、灵活、占地小。而汽轮机拖动给水泵，它有蒸汽管路和操作阀件，运行较麻烦，占地也大,但有较大的节能效果。

给水泵电动机多采用交流电动机，所以给水泵的转速是定速的，锅炉给水调节经过“节流”调节，目前很多热电厂也有采用液力耦合器或变频器对给水泵变速调节，达到节能效果。电动给水泵耗用的是电厂的发电量（厂用电），是主机从煤经过一系列能量转换而成的，而汽动给水泵是消耗蒸汽的热能，是由煤经锅炉转换成主蒸汽做功后或不做功直接进入给水泵小汽轮机拖动给水泵。也就是说给水泵小汽轮机的拖动蒸汽有二种可能，一种是锅炉的新蒸汽，一种是进入主汽轮机后作了部分功的排汽。给水泵小汽轮机的排汽用途也分两类，前者排入供热系统作为供热量的一部分，后者排入回热系统的除氧器，作为回热用。由于热电厂给水泵汽轮机是背压机组，没有冷源损失，能效很高。

2. 利用锅炉富余新蒸汽拖动锅炉给水泵

2.1. 基本机理

小热电厂锅炉容量有富余时，用主蒸汽拖动汽动给水泵，排汽并入外供热网，减少主汽轮机的外供抽汽，发电功率不变。在对外供热负荷相同时，这种方法不节能，但可减少企业外购电，增加企业的经济效益。利用锅炉新蒸汽拖动锅炉给水泵应用的原则性热力系统图详见“附图一”。

2.2. 设计实例

2.2.1 项目概况

康宏豆业设计规模：2×40t/h中温中压CFB锅炉，1×C6-3.43/0.98抽凝机组。

实际上2x35t/h锅炉就能满足正常生产运行要求,考虑到锅炉检修及故障时单台锅炉减温减压能满足生产需要,锅炉规模定为2x40t/h。

原采用常规设计三台电动给水泵，一台备用，二台运行。给水泵型号DG46-50×12，Q=46m3/h，P=6.0MPa，电动机Y315M2-2，N=160KW。

在主汽轮机额定工况运行时，按汽轮机对外抽汽45t/h，发电功率6MW计算，汽轮机进汽量66.4t/h。

根据新汽富余量和给水量要求，建议选用一台汽动给水泵，小背压机做功后的排汽与汽轮机0.98MPa供热抽汽汇合后外供。由于小背压机补充了一部分外供汽，从而减少了C6机组的抽汽量,保证C6汽轮机在接近额定工况的情况下运行，此时热效率最高。

2.2.2汽动给水泵汽轮机主要参数

给水泵驱动方式由电动改汽动时，对工艺供热量48.9t/h，发电功率6MW。经热力计算得出如下表2。

从表2可见，在外供汽量和发电功率相同的情况下，采用一台汽动给水泵后，减少用电功率210KW。采用一台汽动给水泵全年节电为(设备年运行小时7200，外购电价0.52元/KWh)

S=105x2×7200×0.52=67.39万元。

锅炉热效率按83%计算，增加0.9t/h出汽需耗标煤0.107t/h,年耗标煤774t/a(标煤价700元／t),每年燃料费用为

774x700=54.18万元

给水泵驱动方式由电动改汽动时增加设备及管道投资为43万元

将电动给水泵与汽动给水泵投资费用进行比较，增额的静态投资回收期为：

43/(67.39-54.18) =3.25年。

从以上分析,利用富余新汽，采用汽动给水泵拖动，经济效益是比较明显的，经过三年半后即可回收投资。往后每年可为热电企业增益13万元。从表2中看出，在发电量，供热量不变情况下，锅炉产汽量增加了0.9t/h，也就是说冷源损失增加约0.9t/h，所以对企业来说有经济效益，但其能耗较高，节能效果不明显。

3. 利用汽轮机背压排汽拖动汽动给水泵

3.1. 基本机理

电站锅炉在正常运行过程中，必需对其给水进行热力除氧。一般中小热电厂除氧器采用大气式，0.02Mpa压力，加热出水温为104℃。加热蒸汽采用压力为0.1Mpa，温度为150℃~170℃比较适宜。由于汽轮机背压排汽压力不匹配，在目前新上的热电厂中，都是以背压排汽0.49~0.98MPa的蒸汽作为热源，经调节阀减压到0.1~0.2Mpa，再送往除氧器。此时，蒸汽经过节流减压存在着明显的能源损失。为此，当背压排汽≥0.78MPa,温度≥280℃时,先进入背压小汽轮机，使之拖动给水泵，0.1Mpa的排汽进入除氧器加热给水。既回收了节流损失，又节省了给水泵的厂用电,获得较高的经济效益。工业汽轮机在除氧加热中应用的原则性热力系统图详见“附图二”。