供熱機組電泵改汽泵經(jīng)濟性對比分析

1、國產(chǎn)首臺國產(chǎn)首臺300MW供熱機組電泵供熱機組電泵改汽泵經(jīng)濟性對比分析改汽泵經(jīng)濟性對比分析焦寶宏1 楊耀芳1 候鋼劍2 張永波2 閆鵬3( 大唐洛陽熱電廠 河南 洛陽 471039 ) 【摘要摘要】大唐洛陽熱電廠兩臺300MW供熱機組給水泵配置原為三臺50%容量電動給水泵，兩運一備。為了節(jié)能減耗，增加外供電量，將給水泵配置改造為兩臺50%容量電動給水泵和一臺100%容量的汽動給水泵，改造完成后對采用汽動給水泵和電動給水泵的技術(shù)經(jīng)濟性進行了對比分析，得出了采用汽動給水泵優(yōu)于電動給水泵的結(jié)論。 1、 概述 隨著我國經(jīng)濟的快速增長，能源消耗也快速增長，我國單位GDP能耗是發(fā)達國家數(shù)倍，為了實現(xiàn)經(jīng)濟可

2、持續(xù)發(fā)展，節(jié)能減耗是當(dāng)前社會的責(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，我廠的節(jié)能減耗顯的更加重要。同時，隨著“廠網(wǎng)分開，按能耗排序上網(wǎng)”的逐步實施，節(jié)能降耗，為電廠的電價提供了極大的競爭力。我廠2300MW供熱機組自投運以來，廠用電率和單位煤耗一直在同類機組中屬于高廠用電率和高煤耗。同時由于我廠所在地域上網(wǎng)條件受限，機組負荷一直在50%到75%之間，年平均負荷不到70%，為了降低廠用電率和單位煤耗，結(jié)合實際對給水泵進行了電泵改汽泵改造，并對兩者在經(jīng)濟性和其它方面進行了對比分析。 2、電動調(diào)速給水泵與汽動調(diào)速給水泵工作原理 電動調(diào)速給水泵工作原理是定速電機-液力耦合器-給水泵，給水泵負

3、荷變化通過液力耦合器調(diào)速來實現(xiàn)。液力偶合器是通過控制工作腔內(nèi)工作油液的動量矩變化，來傳遞電動機能量并改變輸出轉(zhuǎn)速的，電動機通過液力耦合器的輸入軸拖動其主動工作輪，對工作油加速，被加速的工作油再帶動液力耦合器的從動工作渦輪，把能量傳遞到輸出軸和負載。但定速電機仍由外部供電，電動機仍全速運行。 汽動調(diào)速給水泵工作原理是汽輪機直接驅(qū)動給水泵，給水泵負荷變化通過汽輪機轉(zhuǎn)速變化來實現(xiàn)。給水泵汽輪機是通過控制進汽量來改變轉(zhuǎn)速及改變給水泵負載。3 電動調(diào)速給水泵與汽動調(diào)速給水泵的節(jié)能比較3.1 功率損耗的原因電動調(diào)速給水泵除電動機本身功率損耗外，液力耦合器也存在功率損耗，且其損耗可能達到5%左右，低負荷時更

4、高。由于泵的流量與轉(zhuǎn)速一次方成正比，因此當(dāng)機組負荷降低時，給水泵的轉(zhuǎn)速就會下降；液力耦合器的效率基本上隨輸出轉(zhuǎn)速成正比降低，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速降低時（機組負荷降低時），液力耦合器的效率下降的很快。汽動調(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大機。采用驅(qū)動汽動給水泵的蒸汽是從主機的中壓缸抽出的，因為主機的低壓缸效率一般都很高（就我廠來說，實測平均效率91.66%），而給水泵汽輪機的效率相對較低（本次改造采用的給水泵汽輪機效率為83.2%），另外還有管路損失，因此同主機相比，同量同品質(zhì)的蒸汽所轉(zhuǎn)換出來的電量要比主機少。32 節(jié)能計算比較321熱平衡方法計算計算依據(jù)如下：主機廠電泵驅(qū)動和汽泵驅(qū)

5、動時的熱平衡圖電泵耗電功率采用電廠運行一年所占廠用電率的實測值2.7%鍋爐效率、管道效率按相同數(shù)值年運行按5000小時計算計算出電泵和汽泵的結(jié)果如下：序號 工況項目 單位 額定純凝THA工況（電泵） 額定純凝THA工況（汽泵） 1每小時總發(fā)電功率kWkW300000 300000 2主蒸汽進汽量Kg/h874450 8897803每小時凝汽器排汽量t/h558.14569.884煤低位熱值kJ/kgkJ/kg19650 19650 5總熱耗率kJ/kWhkJ/kWh7682.407838.306鍋爐的效率爐 %92.6192.617管道效率管%97978供電標準煤耗率g/kWhg/kWh318

6、.75317.179綜合廠用電率 %9.10 6.40 10每小時對外供電量kW27270028080011機組運行小時數(shù) h5000500012采用汽泵降低供電煤耗g/kWh1.581.581.581.5813采用汽泵每年多發(fā)電量kW.h4050000040500000根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以看出，采用汽動給水泵驅(qū)動，額定負荷下煤耗降低了1.58 g/kWh，同時每小時多供電8100kW.h，按每度電0.1元的利潤計算，一年的利潤約為400多萬，經(jīng)濟效益非?？捎^。322效率估算法計算公式如下：采用電泵驅(qū)動電泵igtmfee 汽泵驅(qū)動汽泵汽泵ipie 計算結(jié)果如下： 主機負荷100%85%75%60

7、%電動給水泵79.45%66.90%60.24%48.53%汽動給水泵73.38%71.88%70.82%67.03% 根據(jù)上表可以看出，隨負荷在100%60%時，對給水泵汽輪機做功部分的蒸汽利用效 率用 汽泵時逐步提高。說明低負荷時汽泵的經(jīng)濟性更高。100%負荷計算出來的結(jié)果采用 電泵高，是因為首先考慮進汽量一致，此時采用電泵相當(dāng)于主機已超過額定負荷運行,而汽泵運行在額定工況下。 323實測節(jié)能比較 5號機電動給水泵改汽動給水泵后在不同負荷下廠用電率對比結(jié)果如下表（河南電力試驗研究院及本廠日報指標）：機組負荷100%負荷90%負荷80%負荷300MW270MW240MW汽泵運行時的廠用電率

8、5.82%6.36%6.52%電泵運行時的廠用電率 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)汽動給水泵改造后的熱力性能試驗結(jié)果分析，改造后相同電功率條件下，機組廠用電率大幅下降，下降幅度如上表所示，僅此一項全年可增加上網(wǎng)電量3705萬千瓦時（100%負荷）。僅此可以看出，30萬供熱機組采用汽泵比電泵經(jīng)濟性要高。注：上表數(shù)據(jù)100%負荷是摘錄河南電力試驗研究院為我廠5號機B級檢修后做的熱力試驗報告提供的數(shù)據(jù)； 90%負荷、80%負荷為本廠2007年12月份的機組實際運行日報指標。4 電動調(diào)速給水泵與汽動調(diào)速給水泵的其它方面比較41 運行可靠性與

9、檢修維護 與半容量電動給水泵相比，汽動泵自動化程度較高，操作相對簡單，運行穩(wěn)定在運行啟動過程中， 汽動泵升速速率采用程序控制， 有效的避免了電動泵瞬間啟動對泵各部件的不良影響。42機組冷熱態(tài)啟動機組冷熱態(tài)啟動 由于我廠有廠用輔助蒸汽汽源，可以采用汽動給水泵進行啟動，采用汽動給水泵啟動，一次節(jié)約47萬度電（數(shù)據(jù)摘自300MW機組降耗導(dǎo)則：冷態(tài)啟動7萬度，熱態(tài)啟動4萬度）。我廠改造后第一次溫態(tài)用汽泵啟動實際統(tǒng)計節(jié)約用電為4.4萬度，仍按每度電0.1元 （ 實際應(yīng)在0.1 0.392元間取值）的利潤計算，僅改造后的第一次溫態(tài)啟動就節(jié)約至少 0.44萬元。43 投資與回報根據(jù)本次改造做的可研報告投資效

10、益分析，在現(xiàn)有電價和煤價的基礎(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^。5 電動給水泵改汽動給水泵過程中值得借鑒的幾點建議5.1 小汽輪機的定速轉(zhuǎn)速設(shè)置不宜過高，過高將無法滿足低負荷時鍋 爐汽包供水要求。5.2 取消高壓備用汽源系統(tǒng)，增加輔助蒸汽汽源系統(tǒng)，以降低費用和 滿足汽泵啟動需要。5.3 汽動給水泵組油系統(tǒng)配置在線專用油凈化裝置；為了減少機組非 計劃停運，給水泵汽輪機控制油易采用獨立的油系統(tǒng)。5.4 對于需要進行盤車的小汽輪機，應(yīng)采用高速盤車，確保在最低盤 車轉(zhuǎn)速下，滿足給水泵機械密封水自循環(huán)的要求。5.5 改造時考慮適當(dāng)?shù)哪骼鋮s面積的富裕量。5.6 由于是改造工程，改造過程中每個設(shè)備都要根據(jù)現(xiàn)場情況考慮設(shè) 備的外形尺寸、接口位置及安裝的難易程度。5.7 給水泵汽輪機的選型和