熱電廠采用汽動給水泵的技術經濟分析

欄目：節能降耗發布時間：2018-08-22

文章摘要：利用鍋爐富余新蒸汽驅動小型工業汽輪機拖動給水泵,排汽供熱用戶使用; 或利用背壓機組排汽驅動小型工業汽輪機拖動給水泵，排汽進入除氧器作為加熱蒸汽，可以提高企業經濟效益，達到節能減排目的。

關鍵詞電動給水泵汽動給水泵技術經濟分析

前言

能源是人類生活中最重要的資源，是關于我們現實和未來生存發展的最為基本的東西。由于常規能源的不可再生性和煤炭石油大量使用給環境帶來很大的污染，各級政府都對企業下達了節能降耗和減排的指標。同時近年來煤、油價格飚升，使熱電廠的熱電成本大增，使熱電企業的利潤空間越來越小。為了降低企業生產成本,減少燃料消耗量,完成節能減排的指標,熱電廠必需進行一些節能改造，降低發電、供電和供熱煤耗。節能技改途徑很多，其中行之有效的一項是改電動給水泵為汽動給水泵，下面對兩個工程案例做一些簡單分析。

1. 給水泵拖動方式

鍋爐給水泵的拖動方式，一般分電動機與汽輪機二種拖動方式。電動給水泵操作方便、靈活、占地小。而汽輪機拖動給水泵，它有蒸汽管路和操作閥件，運行較麻煩，占地也大,但有較大的節能效果。

給水泵電動機多采用交流電動機，所以給水泵的轉速是定速的，鍋爐給水調節經過“節流”調節，目前很多熱電廠也有采用液力耦合器或變頻器對給水泵變速調節，達到節能效果。電動給水泵耗用的是電廠的發電量（廠用電），是主機從煤經過一系列能量轉換而成的，而汽動給水泵是消耗蒸汽的熱能，是由煤經鍋爐轉換成主蒸汽做功后或不做功直接進入給水泵小汽輪機拖動給水泵。也就是說給水泵小汽輪機的拖動蒸汽有二種可能，一種是鍋爐的新蒸汽，一種是進入主汽輪機后作了部分功的排汽。給水泵小汽輪機的排汽用途也分兩類，前者排入供熱系統作為供熱量的一部分，后者排入回熱系統的除氧器，作為回熱用。由于熱電廠給水泵汽輪機是背壓機組，沒有冷源損失，能效很高。

2. 利用鍋爐富余新蒸汽拖動鍋爐給水泵

2.1. 基本機理

小熱電廠鍋爐容量有富余時，用主蒸汽拖動汽動給水泵，排汽并入外供熱網，減少主汽輪機的外供抽汽，發電功率不變。在對外供熱負荷相同時，這種方法不節能，但可減少企業外購電，增加企業的經濟效益。利用鍋爐新蒸汽拖動鍋爐給水泵應用的原則性熱力系統圖詳見“附圖一”。

2.2. 設計實例

2.2.1 項目概況

康宏豆業設計規模：2×40t/h中溫中壓CFB鍋爐，1×C6-3.43/0.98抽凝機組。

實際上2x35t/h鍋爐就能滿足正常生產運行要求,考慮到鍋爐檢修及故障時單臺鍋爐減溫減壓能滿足生產需要,鍋爐規模定為2x40t/h。

原采用常規設計三臺電動給水泵，一臺備用，二臺運行。給水泵型號DG46-50×12，Q=46m3/h，P=6.0MPa，電動機Y315M2-2，N=160KW。

在主汽輪機額定工況運行時，按汽輪機對外抽汽45t/h，發電功率6MW計算，汽輪機進汽量66.4t/h。

根據新汽富余量和給水量要求，建議選用一臺汽動給水泵，小背壓機做功后的排汽與汽輪機0.98MPa供熱抽汽匯合后外供。由于小背壓機補充了一部分外供汽，從而減少了C6機組的抽汽量,保證C6汽輪機在接近額定工況的情況下運行，此時熱效率最高。

2.2.2汽動給水泵汽輪機主要參數

給水泵驅動方式由電動改汽動時，對工藝供熱量48.9t/h，發電功率6MW。經熱力計算得出如下表2。

從表2可見，在外供汽量和發電功率相同的情況下，采用一臺汽動給水泵后，減少用電功率210KW。采用一臺汽動給水泵全年節電為(設備年運行小時7200，外購電價0.52元/KWh)

S=105x2×7200×0.52=67.39萬元。

鍋爐熱效率按83%計算，增加0.9t/h出汽需耗標煤0.107t/h,年耗標煤774t/a(標煤價700元／t),每年燃料費用為

774x700=54.18萬元

給水泵驅動方式由電動改汽動時增加設備及管道投資為43萬元

將電動給水泵與汽動給水泵投資費用進行比較，增額的靜態投資回收期為：

43/(67.39-54.18) =3.25年。

從以上分析,利用富余新汽，采用汽動給水泵拖動，經濟效益是比較明顯的，經過三年半后即可回收投資。往后每年可為熱電企業增益13萬元。從表2中看出，在發電量，供熱量不變情況下，鍋爐產汽量增加了0.9t/h，也就是說冷源損失增加約0.9t/h，所以對企業來說有經濟效益，但其能耗較高，節能效果不明顯。

3. 利用汽輪機背壓排汽拖動汽動給水泵

3.1. 基本機理

電站鍋爐在正常運行過程中，必需對其給水進行熱力除氧。一般中小熱電廠除氧器采用大氣式，0.02Mpa壓力，加熱出水溫為104℃。加熱蒸汽采用壓力為0.1Mpa，溫度為150℃~170℃比較適宜。由于汽輪機背壓排汽壓力不匹配，在目前新上的熱電廠中，都是以背壓排汽0.49~0.98MPa的蒸汽作為熱源，經調節閥減壓到0.1~0.2Mpa，再送往除氧器。此時，蒸汽經過節流減壓存在著明顯的能源損失。為此，當背壓排汽≥0.78MPa,溫度≥280℃時,先進入背壓小汽輪機，使之拖動給水泵，0.1Mpa的排汽進入除氧器加熱給水。既回收了節流損失，又節省了給水泵的廠用電,獲得較高的經濟效益。工業汽輪機在除氧加熱中應用的原則性熱力系統圖詳見“附圖二”。