文章摘要：利用鍋爐富余新蒸汽驅(qū)動(dòng)小型工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵,排汽供熱用戶使用; 或利用背壓機(jī)組排汽驅(qū)動(dòng)小型工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵，排汽進(jìn)入除氧器作為加熱蒸汽，可以提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到節(jié)能減排目的。

關(guān)鍵詞   電動(dòng)給水泵 汽動(dòng)給水泵 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 

前言          

     能源是人類生活中最重要的資源，是關(guān)于我們現(xiàn)實(shí)和未來(lái)生存發(fā)展的最為基本的東西。由于常規(guī)能源的不可再生性和煤炭石油大量使用給環(huán)境帶來(lái)很大的污染，各級(jí)政府都對(duì)企業(yè)下達(dá)了節(jié)能降耗和減排的指標(biāo)。同時(shí)近年來(lái)煤、油價(jià)格飚升，使熱電廠的熱電成本大增，使熱電企業(yè)的利潤(rùn)空間越來(lái)越小。為了降低企業(yè)生產(chǎn)成本,減少燃料消耗量,完成節(jié)能減排的指標(biāo),熱電廠必需進(jìn)行一些節(jié)能改造，降低發(fā)電、供電和供熱煤耗。節(jié)能技改途徑很多，其中行之有效的一項(xiàng)是改電動(dòng)給水泵為汽動(dòng)給水泵，下面對(duì)兩個(gè)工程案例做一些簡(jiǎn)單分析。

1.  給水泵拖動(dòng)方式

    鍋爐給水泵的拖動(dòng)方式，一般分電動(dòng)機(jī)與汽輪機(jī)二種拖動(dòng)方式。電動(dòng)給水泵操作方便、靈活、占地小。而汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵，它有蒸汽管路和操作閥件，運(yùn)行較麻煩，占地也大,但有較大的節(jié)能效果。

    給水泵電動(dòng)機(jī)多采用交流電動(dòng)機(jī)，所以給水泵的轉(zhuǎn)速是定速的，鍋爐給水調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)“節(jié)流”調(diào)節(jié)，目前很多熱電廠也有采用液力耦合器或變頻器對(duì)給水泵變速調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能效果。電動(dòng)給水泵耗用的是電廠的發(fā)電量（廠用電），是主機(jī)從煤經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)換而成的，而汽動(dòng)給水泵是消耗蒸汽的熱能，是由煤經(jīng)鍋爐轉(zhuǎn)換成主蒸汽做功后或不做功直接進(jìn)入給水泵小汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵。也就是說(shuō)給水泵小汽輪機(jī)的拖動(dòng)蒸汽有二種可能，一種是鍋爐的新蒸汽，一種是進(jìn)入主汽輪機(jī)后作了部分功的排汽。給水泵小汽輪機(jī)的排汽用途也分兩類，前者排入供熱系統(tǒng)作為供熱量的一部分，后者排入回?zé)嵯到y(tǒng)的除氧器，作為回?zé)嵊?。由于熱電廠給水泵汽輪機(jī)是背壓機(jī)組，沒(méi)有冷源損失，能效很高。             

2. 利用鍋爐富余新蒸汽拖動(dòng)鍋爐給水泵

2.1. 基本機(jī)理

    小熱電廠鍋爐容量有富余時(shí)，用主蒸汽拖動(dòng)汽動(dòng)給水泵，排汽并入外供熱網(wǎng)，減少主汽輪機(jī)的外供抽汽，發(fā)電功率不變。在對(duì)外供熱負(fù)荷相同時(shí)，這種方法不節(jié)能，但可減少企業(yè)外購(gòu)電，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。利用鍋爐新蒸汽拖動(dòng)鍋爐給水泵應(yīng)用的原則性熱力系統(tǒng)圖詳見(jiàn)“附圖一”。  

2.2. 設(shè)計(jì)實(shí)例

2.2.1 項(xiàng)目概況

    康宏豆業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)模：2×40t/h中溫中壓CFB鍋爐，1×C6-3.43/0.98抽凝機(jī)組。

    實(shí)際上2x35t/h鍋爐就能滿足正常生產(chǎn)運(yùn)行要求,考慮到鍋爐檢修及故障時(shí)單臺(tái)鍋爐減溫減壓能滿足生產(chǎn)需要,鍋爐規(guī)模定為2x40t/h。

原采用常規(guī)設(shè)計(jì)三臺(tái)電動(dòng)給水泵，一臺(tái)備用，二臺(tái)運(yùn)行。給水泵型號(hào)DG46-50×12，Q=46m3/h，P=6.0MPa，電動(dòng)機(jī)Y315M2-2，N=160KW。

    在主汽輪機(jī)額定工況運(yùn)行時(shí)，按汽輪機(jī)對(duì)外抽汽45t/h，發(fā)電功率6MW計(jì)算，汽輪機(jī)進(jìn)汽量66.4t/h。

    根據(jù)新汽富余量和給水量要求，建議選用一臺(tái)汽動(dòng)給水泵，小背壓機(jī)做功后的排汽與汽輪機(jī)0.98MPa供熱抽汽匯合后外供。由于小背壓機(jī)補(bǔ)充了一部分外供汽，從而減少了C6機(jī)組的抽汽量,保證C6汽輪機(jī)在接近額定工況的情況下運(yùn)行，此時(shí)熱效率最高。

2.2.2汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)主要參數(shù)

給水泵驅(qū)動(dòng)方式由電動(dòng)改汽動(dòng)時(shí)，對(duì)工藝供熱量48.9t/h，發(fā)電功率6MW。經(jīng)熱力計(jì)算得出如下表2。

從表2可見(jiàn)，在外供汽量和發(fā)電功率相同的情況下，采用一臺(tái)汽動(dòng)給水泵后，減少用電功率210KW。采用一臺(tái)汽動(dòng)給水泵全年節(jié)電為(設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)7200，外購(gòu)電價(jià)0.52元/KWh)

    S=105x2×7200×0.52=67.39萬(wàn)元。

    鍋爐熱效率按83%計(jì)算，增加0.9t/h出汽需耗標(biāo)煤0.107t/h,年耗標(biāo)煤774t/a(標(biāo)煤價(jià)700元／t),每年燃料費(fèi)用為

    774x700=54.18萬(wàn)元

    給水泵驅(qū)動(dòng)方式由電動(dòng)改汽動(dòng)時(shí)增加設(shè)備及管道投資為43萬(wàn)元

將電動(dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵投資費(fèi)用進(jìn)行比較，增額的靜態(tài)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(dòng)給水泵拖動(dòng)，經(jīng)濟(jì)效益是比較明顯的，經(jīng)過(guò)三年半后即可回收投資。往后每年可為熱電企業(yè)增益13萬(wàn)元。從表2中看出，在發(fā)電量，供熱量不變情況下，鍋爐產(chǎn)汽量增加了0.9t/h，也就是說(shuō)冷源損失增加約0.9t/h，所以對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)有經(jīng)濟(jì)效益，但其能耗較高，節(jié)能效果不明顯。

3. 利用汽輪機(jī)背壓排汽拖動(dòng)汽動(dòng)給水泵

3.1. 基本機(jī)理

    電站鍋爐在正常運(yùn)行過(guò)程中，必需對(duì)其給水進(jìn)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(jī)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(jīng)調(diào)節(jié)閥減壓到0.1~0.2Mpa，再送往除氧器。此時(shí)，蒸汽經(jīng)過(guò)節(jié)流減壓存在著明顯的能源損失。為此，當(dāng)背壓排汽≥0.78MPa,溫度≥280℃時(shí),先進(jìn)入背壓小汽輪機(jī)，使之拖動(dòng)給水泵，0.1Mpa的排汽進(jìn)入除氧器加熱給水。既回收了節(jié)流損失，又節(jié)省了給水泵的廠用電,獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)汽輪機(jī)在除氧加熱中應(yīng)用的原則性熱力系統(tǒng)圖詳見(jiàn)“附圖二”。

3.2. 設(shè)計(jì)實(shí)例

3.2.1 項(xiàng)目概況

    漳州八龍紙業(yè)目前自備電站規(guī)模為1x15t/h循環(huán)流化床鍋爐+1500kw背壓汽輪發(fā)電機(jī)組。

    漳州八龍紙業(yè)二期紙機(jī)供汽規(guī)模為42t/h 壓力為0.6MPa 的蒸汽。根據(jù)分析計(jì)算,其二期熱電站規(guī)模定為1x45t/h循環(huán)流化床鍋爐+6000kw背壓汽輪發(fā)電機(jī)組,二期工程投產(chǎn)后兩爐并汽拖動(dòng)6000kw背壓汽輪機(jī)發(fā)電。

    常規(guī)設(shè)計(jì)為二臺(tái)電動(dòng)給水泵，一臺(tái)備用，一臺(tái)運(yùn)行。給水泵型號(hào)DG46-50×12，Q=46m3/h，P=6.0MPa，電動(dòng)機(jī)Y315M2-2，N=160KW。現(xiàn)設(shè)計(jì)方案為一臺(tái)電動(dòng)泵和一臺(tái)汽動(dòng)泵，電動(dòng)給水泵作為鍋爐啟動(dòng)及備用泵，汽動(dòng)泵作為常用泵。小背壓機(jī)做功后的排汽進(jìn)入除氧器加熱水至104℃。

3.2.2汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)主要參數(shù)

3.2.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

從表2可見(jiàn)，在外供汽量和發(fā)電功率相同的情況下，采用一臺(tái)汽動(dòng)給水泵后，減少用電功率120KW,增加標(biāo)煤耗165.6t/a。

    采用一臺(tái)汽動(dòng)給水泵全年節(jié)電為(設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)7200，外購(gòu)電價(jià)0.52元/KWh)

    120×7200×0.52=44.93萬(wàn)元。

    每年燃料費(fèi)用為(標(biāo)煤價(jià)700元／t)

    165.6x700=11.6萬(wàn)元

    給水泵驅(qū)動(dòng)方式由電動(dòng)改汽動(dòng)時(shí)增加設(shè)備及管道投資為38萬(wàn)元

    將電動(dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵投資費(fèi)用進(jìn)行比較，增額的靜態(tài)投資回收期為：

    38/(44.93-11.6) =1.14年。

    從以上分析,蒸汽先用來(lái)拖動(dòng)汽動(dòng)給水泵，然后再進(jìn)入除氧器加熱給水，經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果很好，一年左右即可回收投資,往后每年可為熱電企業(yè)增益33萬(wàn)元。

4. 結(jié)束語(yǔ)

    目前福建自備熱電廠有很多3000kw和6000kw的背壓機(jī)組，都是采用電動(dòng)給水泵，建議改成汽動(dòng)給水泵，可降低供電煤耗，有很好的節(jié)能效果，投資回報(bào)率也高。

參考文獻(xiàn)

1.青島捷能汽輪機(jī)股份有限公司相關(guān)資料

2.《中小型熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)電力出版社 

文章作者：熊賢周 福建省東鍋節(jié)能科技有限公司 福州 350004