供熱機(jī)組汽動(dòng)給水泵改造經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

1、供熱機(jī)組汽動(dòng)給水泵改造經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析the 300mw heating unit steam movesthe feed pump to transform the economical movement analysis【摘 要】大唐洛陽(yáng)熱電廠兩臺(tái)300mw供熱機(jī)組給水泵配置原為三臺(tái)50%容量電動(dòng)給水泵，兩運(yùn)一備。為了節(jié)能減耗，增加外供電量，將給水泵配置改造為兩臺(tái)50%容量電動(dòng)給水泵和一臺(tái)100%容量的汽動(dòng)給水泵。本文介紹了改造完成后，汽動(dòng)給水泵和電動(dòng)給水泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的對(duì)比分析，得出了采用汽動(dòng)給水泵優(yōu)于電動(dòng)給水泵的結(jié)論，對(duì)同類型機(jī)組具有借鑒作用?！娟P(guān)鍵詞】汽泵 經(jīng)濟(jì)性 對(duì)比 分析abstrac

2、t the datang luoyang thermal power plant two 300mw heating unit feed pump disposition is three 50% capacity electrically operated feed pumps originally, as soon as two transport prepares. in order to conserve energy the comminution, outside increases the electricity supply capacity, was two 50% capa

3、city electrically operated feed pumps and 100% capacity steam moves the feed pump the feed pump disposition transformation, this article introduced after the transformation completed, the steam moved the feed pump and the electrically operated feed pump technology efficient contrastive analysis, obt

4、ained has used the steam to move the feed pump to surpass the electrically operated feed pumps conclusion. has to the same type unit profits from the function.key words steam pump efficiency contrast analysis0 概述隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，能源消耗也快速增長(zhǎng)，我國(guó)單位gdp能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)倍，為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能減耗是當(dāng)前社會(huì)的責(zé)任也是可持續(xù)發(fā)展的必要條件。作為能源的消耗大戶，我廠

5、的節(jié)能減耗顯的更加重要。同時(shí)，隨著“廠網(wǎng)分開，按能耗排序上網(wǎng)”的逐步實(shí)施，節(jié)能降耗，為電廠的電價(jià)提供了極大的競(jìng)爭(zhēng)力。我廠2300mw供熱機(jī)組自投運(yùn)以來，廠用電率和單位煤耗一直在同類機(jī)組中屬于高廠用電率和高煤耗。同時(shí)由于我廠所在地域上網(wǎng)條件受限，負(fù)荷一直在50%到75%之間，年平均負(fù)荷不到70%，為了降低廠用電率和單位煤耗，結(jié)合實(shí)際對(duì)給水泵進(jìn)行了電泵改汽泵改造，并對(duì)兩者在經(jīng)濟(jì)性和其它方面進(jìn)行了對(duì)比分析。1 電動(dòng)調(diào)速給水泵與汽動(dòng)調(diào)速給水泵工作原理電動(dòng)調(diào)速給水泵工作原理是定速電機(jī)液力耦合器給水泵，給水泵負(fù)荷變化通過液力耦合器調(diào)速來實(shí)現(xiàn)。液力偶合器是通過控制工作腔內(nèi)工作油液的動(dòng)量矩變化，來傳遞電動(dòng)機(jī)能

6、量并改變輸出轉(zhuǎn)速的，電動(dòng)機(jī)通過液力耦合器的輸入軸拖動(dòng)其主動(dòng)工作輪，對(duì)工作油加速，被加速的工作油再帶動(dòng)液力耦合器的從動(dòng)工作渦輪，把能量傳遞到輸出軸和負(fù)載。但定速電機(jī)仍由外部供電，電動(dòng)機(jī)仍全速運(yùn)行。汽動(dòng)調(diào)速給水泵工作原理是汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)給水泵，給水泵負(fù)荷變化通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化來實(shí)現(xiàn)。給水泵汽輪機(jī)是通過控制進(jìn)汽量來改變轉(zhuǎn)速及改變給水泵負(fù)載。2 電動(dòng)調(diào)速給水泵與汽動(dòng)調(diào)速給水泵的節(jié)能比較2.1 功率損耗的原因電動(dòng)調(diào)速給水泵除電動(dòng)機(jī)本身功率損耗外，液力耦合器也存在功率損耗，且其損耗可能達(dá)到5%左右，低負(fù)荷時(shí)更高。由于泵的流量與轉(zhuǎn)速一次方成正比，因此當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，給水泵的轉(zhuǎn)速就會(huì)下降；液力耦合器的效率基

7、本上隨輸出轉(zhuǎn)速成正比降低，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速降低時(shí)（機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)），液力耦合器的效率下降的很快。汽動(dòng)調(diào)速給水泵功耗損失是汽水熱耗損失，其損耗客觀上講是相對(duì)大機(jī)。采用驅(qū)動(dòng)汽動(dòng)給水泵的蒸汽是從主機(jī)的中壓缸抽出的，因?yàn)橹鳈C(jī)的低壓缸效率一般都很高（就我廠來說，實(shí)測(cè)平均效率91.66%），而給水泵汽輪機(jī)的效率相對(duì)較低（本次改造采用的給水泵汽輪機(jī)效率為83.2%），另外還有管路損失，因此同主機(jī)相比，同量同品質(zhì)的蒸汽所轉(zhuǎn)換出來的電量要比主機(jī)少。 作者簡(jiǎn)介：李強(qiáng) （1982-），男，河北定州人，漢族，助理工程師，高級(jí)工，本科，工學(xué)、管理學(xué)雙學(xué)位 研究方向：火力發(fā)電廠集控運(yùn)行（私人信息：電話

8、eail :liqiang129 ）2.2 節(jié)能計(jì)算比較 2.2.1 熱平衡方法計(jì)算 計(jì)算依據(jù)：主機(jī)廠電泵驅(qū)動(dòng)和汽泵驅(qū)動(dòng)時(shí)的熱平衡圖，電泵耗電功率采用電廠運(yùn)行一年所占廠用電率的實(shí)測(cè)值2.7%，鍋爐效率、管道效率按相同數(shù)值，年運(yùn)行按5000小時(shí)計(jì)算。 表1：熱平衡對(duì)比結(jié)果：序號(hào)工況單位額定純凝tha工況（電泵）額定純凝tha工況（汽泵）項(xiàng)目1每小時(shí)總發(fā)電功率kwkw300000 300000 2主蒸汽進(jìn)汽量kg/h874450 889780 3每小時(shí)凝汽器排汽量t/h558.14 569.884煤低位熱值kj/kgkj/kg19650 19650 5總熱耗率kj/kwhkj/kwh7682.40

9、 7838.30 6鍋爐的效率爐%92.61 92.61 7管道效率管%97 97 8供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率g/kwhg/kwh318.75 317.17 9綜合廠用電率 %9.10 6.40 10每小時(shí)對(duì)外供電量kw272700 280800 11機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)h5000 5000 12采用汽泵降低供電煤耗g/kwh1.5813采用汽泵每年多發(fā)電量kw.h40500000根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以看出，采用汽動(dòng)給水泵驅(qū)動(dòng)，額定負(fù)荷下煤耗降低了1.58 g/kwh，同時(shí)每小時(shí)多供電8100度電量，按每度電0.1元的利潤(rùn)，一年的利潤(rùn)約為400多萬(wàn)，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。根據(jù)我廠現(xiàn)階段的負(fù)荷情況，我廠的負(fù)荷經(jīng)常處在1

10、50mw200mw之間，低負(fù)荷時(shí)采用汽泵的節(jié)能減耗效果更好，低負(fù)荷時(shí)，采用汽動(dòng)給水泵相當(dāng)與增加主汽量，等同于主機(jī)增容，效率會(huì)提高；另外低負(fù)荷時(shí)，根據(jù)液力耦合器的效率曲線，它的效率降低很低（50%以上負(fù)荷時(shí)，為了保證機(jī)組安全運(yùn)行，必須開啟兩臺(tái)電動(dòng)給水泵，因此單臺(tái)給水泵負(fù)荷很低），但汽動(dòng)給水泵效率在100%40%之間都不會(huì)降低很多（83.2%75%）,因此低負(fù)荷時(shí)采用汽泵節(jié)能減耗效果更好。低負(fù)荷時(shí)的比較見下面效率估算和實(shí)測(cè)節(jié)能比較。2.2.2 效率估算法效率計(jì)算是給水泵汽輪機(jī)所耗的蒸汽在主機(jī)低壓缸利用的效率然后轉(zhuǎn)換成電量后電動(dòng)給水泵利用的效率與汽動(dòng)給水泵利用的效率相比，由于這種算法沒有考慮到其它系

11、統(tǒng)帶來的影響，但是比較直觀，其比較結(jié)果只能做參考。 計(jì)算公式：采用電泵驅(qū)動(dòng)電泵igtmfee汽泵驅(qū)動(dòng)汽泵ipie計(jì)算依據(jù)：i為主機(jī)低壓缸內(nèi)效率，91.66；g為發(fā)電機(jī)效率，99；t為變壓器及輸電效率，98；m為電動(dòng)機(jī)效率，97；fe為液力耦合器效率，95%（100%負(fù)荷）、80%（85%負(fù)荷）、72%（75%負(fù)荷）、58%（60%負(fù)荷）；e為發(fā)電機(jī)組機(jī)械效率，97；ip為小汽機(jī)內(nèi)效率，83.2%（100%負(fù)荷）、81.5%（85%負(fù)荷）、 80.3%（75%負(fù)荷）、76%（60%負(fù)荷）；ip為小汽機(jī)機(jī)械效率，98；a為給水泵蒸汽利用效率（排汽損失和進(jìn)汽損失），90%。表2：效率對(duì)比計(jì)算結(jié)果：驅(qū)

12、動(dòng) 主機(jī)負(fù)荷100%85%75%60%電動(dòng)給水泵79.45%66.90%60.24%48.53%汽動(dòng)給水泵73.38%71.88%70.82%67.03% 雖然上表只是單純把兩個(gè)設(shè)備效率做簡(jiǎn)單的疊加，除去其它方面的影響，但根據(jù)上表可以看出，隨負(fù)荷在100%60%時(shí)，對(duì)給水泵汽輪機(jī)做功部分的蒸汽利用效率用汽泵時(shí)逐步提高。說明低負(fù)荷時(shí)汽泵的經(jīng)濟(jì)性更高。100%負(fù)荷計(jì)算出來的結(jié)果采用電泵高，是因?yàn)槭紫瓤紤]進(jìn)汽量一致，此時(shí)采用電泵相當(dāng)于主機(jī)已超過額定負(fù)荷運(yùn)行，而汽泵運(yùn)行在額定工況下。2.2.3 實(shí)測(cè)節(jié)能比較表3：電動(dòng)給水泵改汽動(dòng)給水泵后在不同負(fù)荷下廠用電率對(duì)比結(jié)果：機(jī)組負(fù)荷100%負(fù)荷90%負(fù)荷80%

13、負(fù)荷300mw270mw240mw汽泵運(yùn)行時(shí)的廠用電率5.82%6.36%6.52%電泵運(yùn)行時(shí)的廠用電率8.29%9.82%10.5%汽泵與電泵相比廠用電下降2.47%3.46%3.98%根據(jù)汽動(dòng)給水泵改造后的熱力性能試驗(yàn)結(jié)果分析，改造后相同電功率條件下，機(jī)組廠用電率大幅下降，下降幅度如上表所示，僅此一項(xiàng)全年可增加上網(wǎng)電量3705萬(wàn)千瓦時(shí)（100%負(fù)荷）。僅此可以看出，30萬(wàn)供熱機(jī)組采用汽泵比電泵經(jīng)濟(jì)性要高。（注：上表數(shù)據(jù)100%負(fù)荷是摘錄河南電力試驗(yàn)研究院為我廠5號(hào)機(jī)b級(jí)檢修后做的熱力試驗(yàn)報(bào)告提供的數(shù)據(jù)；90%負(fù)荷、80%負(fù)荷為本廠2007年12月份的機(jī)組實(shí)際運(yùn)行日?qǐng)?bào)指標(biāo)。）3 電動(dòng)調(diào)速給水

14、泵與汽動(dòng)調(diào)速給水泵的其它方面比較3.1 運(yùn)行可靠性與檢修維護(hù)與半容量電動(dòng)給水泵相比，汽動(dòng)泵自動(dòng)化程度較高，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，在運(yùn)行啟動(dòng)過程中，汽動(dòng)泵升速速率采用程序控制，有效的避免了電動(dòng)泵瞬間啟動(dòng)對(duì)泵各部件的不良影響。與全容量電動(dòng)變速給水泵相比，芯包使用壽命長(zhǎng)。從目前國(guó)內(nèi)已運(yùn)行的30萬(wàn)機(jī)組，絕大多數(shù)采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵，而因?yàn)槠麆?dòng)給水泵影響機(jī)組運(yùn)行報(bào)告沒有聽說過。3.2 機(jī)組冷熱態(tài)啟動(dòng)由于我廠有廠用輔助蒸汽汽源，可以采用汽動(dòng)給水泵進(jìn)行啟動(dòng)，且系統(tǒng)已設(shè)計(jì)輔助蒸汽汽源，采用汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)，一次節(jié)約47萬(wàn)度電（數(shù)據(jù)摘自300mw機(jī)組降耗導(dǎo)則：冷態(tài)啟動(dòng)7萬(wàn)度，熱態(tài)啟動(dòng)4萬(wàn)度）。我廠改造后第一次溫

15、態(tài)用汽泵啟動(dòng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)節(jié)約用電為4.4萬(wàn)度，仍按每度電0.1元（實(shí)際應(yīng)在0.10.392元間取值）的利潤(rùn)計(jì)算，僅改造后的第一次溫態(tài)啟動(dòng)就節(jié)約至少0.44萬(wàn)元。3.3 投資與回報(bào)根據(jù)本次改造做的可研報(bào)告投資效益分析，在現(xiàn)有電價(jià)和煤價(jià)的基礎(chǔ)上，改造投資的回收年限分別為額定工況下2年和供熱工況下4.5年，投資效益非?？捎^。4 電動(dòng)給水泵改汽動(dòng)給水泵過程中值得借鑒的幾點(diǎn)建議 小汽輪機(jī)的定速轉(zhuǎn)速設(shè)置不宜過高。由于電網(wǎng)的需求，300mw機(jī)組深調(diào)負(fù)荷達(dá)150mw，因此在選用小汽輪機(jī)時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍要合適，定速轉(zhuǎn)速過高將無法滿足低負(fù)荷時(shí)鍋爐汽包供水要求。 由于是改造工程，汽動(dòng)泵改造僅拆除一臺(tái)電動(dòng)給水泵，仍保留的

16、兩電動(dòng)給水泵作為備用泵，完全可以滿足機(jī)組啟動(dòng)和滿負(fù)荷運(yùn)行要求，同時(shí)從目前的運(yùn)行情況來看，小汽輪機(jī)采用主機(jī)四段抽汽完全能夠滿足機(jī)組額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)鍋爐的給水需求。因此，從節(jié)約改造費(fèi)用和簡(jiǎn)化運(yùn)行系統(tǒng)方面考慮，建議取消高壓備用汽源系統(tǒng)，同時(shí)為了采用汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)，有條件時(shí)增加輔助蒸汽汽源。 油質(zhì)污染控制對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行影響很大，因此，建議汽動(dòng)給水泵組油系統(tǒng)應(yīng)配置在線專用油凈化裝置。同時(shí)為了減少機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)情況，給水泵汽輪機(jī)控制油易采用獨(dú)立的油系統(tǒng)更為穩(wěn)妥。 對(duì)于需要進(jìn)行盤車的小汽輪機(jī)，應(yīng)采用高速盤車，確保在最低盤車轉(zhuǎn)速下，滿足給水泵機(jī)械密封水自循環(huán)的要求。 由于采用排汽至主機(jī)凝汽器的方式，使主機(jī)凝汽器的排入熱能增加，雖然主機(jī)凝汽器可以滿足正常運(yùn)行，但相對(duì)富裕余量減小。如果運(yùn)行比較久的機(jī)組，凝汽器換熱管已到使用壽命，建議在改造時(shí)，同時(shí)進(jìn)行凝汽器的改造工作，考慮適當(dāng)?shù)哪骼鋮s面積的富裕量。 由于是改造工程，改造過程中每個(gè)設(shè)備都要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況考慮設(shè)備的外形尺寸、接口位置及安裝的難易程度（我廠改造時(shí)由于忽略集中油站的外形尺寸，導(dǎo)致設(shè)備到貨后無法整體搬運(yùn)至安裝位置，不得已將集中油站解體運(yùn)送到位后再組裝，增加了安裝的工作量）。7. 給水泵汽輪機(jī)的選型和安裝位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行比較分析，方便安裝和