中小热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析

1、2006年 第 6期能源 研 究 与 利 用近年来煤和油价格飚升 , 使热电厂的热电成本 大增 , 而上网电价和热价增长有限 , 使热电企业的 利润空间越来越小 , 甚至造成亏损 , 难以维系 。 为了 拓展生存空间 , 除了政府政策支撑改善外部环境 外 , 主要靠热电企业本身实施增加热负荷 、 降低消 耗 、 提高效益 、 扭亏为盈的策略 , 其中行之有效的一 项节能技改是改电动给水泵为汽动给水泵 , 今分析如下 , 供参考 。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

2、 ” 调节 , 电动机操作方便 、 灵活 、 占地小 。 汽轮机拖动 , 因有蒸汽管路和操作阀件 , 运行较麻烦 , 占地也大 , 但可变速运行 , 无 “ 节流 ”损失 。 所以在电网联接时 (上网 , 中小热电厂一般都采用电动方式 , 只有孤立热电厂 (无电网时 或首期工程 , 为了首次启动给 锅炉上水 , 必须有 1台启动锅炉和配 1台蒸汽轮机 拖动的给水泵 , 便于第一次启动用 。电动给水泵耗用的是电厂的发电量 (厂用电 。 汽动给水泵消耗的是蒸汽的热能 , 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 汽 , 一种是入主汽轮机后作了部分功的抽汽 。 后者 是实现了

3、能源的梯级利用 , 增加了抽汽量 ; 其排汽一 为排入回热系统的除氧器 , 作为回热用 , 另为排入供 热系统作为供热量的一部分 。 因此热电厂给水泵汽 轮机是背压机组 , 没有冷源损失 , 能效很高 。2利用富余新汽拖动锅炉给水泵在电力供应紧缺的情况下 , 中小热电厂锅炉容量有富余时 , 用新汽拖动汽动给水泵 , 排汽并入外供 热网 , 减少主汽轮机的外供抽汽 , 同时减少厂用电 , 增加外供电量 。 在外供热电负荷相同时 , 这种方法中小热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析刘国培(东南大学建筑设计院热电工程设计研究所 , 江苏 南京210096摘 要 :中小热电厂给水泵拖动方式多数采用电动方

4、式 , 个别采用汽轮机拖动 。 论述了利用锅炉富余蒸汽或工业抽汽驱动小汽轮机拖动给水泵 , 排汽进入除氧器作加热蒸汽 , 可以提高经 济效益或节能效益 。关键词 :中小热电厂 ; 电动给水泵 ; 汽动给水泵 ; 经济分析Abstract :The feed water pump in the medium or small hot power station drags mainly adopt-ing the dynamoelectric way , individually adopting turbine to drag.It raises the economic performanc

5、e or economizes on energy to make use of the boiler waste steam or industrial extraction steam to drive a small turbine to drag feed water pump and the exhaust steam enter deaerator as heating steam.This article discusses the problem hereinbefore , which is only to be consulted.Key words :medium or

6、small hot power station ; the dynamoelectric feed water pump ; the pneu-matic feed water pump ; economic analysis中图分类号 :TK284.7文献标识码 :B文章编号 :1001-5523(2006 06-0042-03现场经验42 2006年 第 6期能源 研 究 与 利 用不节能 , 但上网电量增多 , 增加电厂的经济效益 。 以 下介绍改造实例 。(1 某开发区热电厂概况设 计 规 模 :375t/h 中 温 中 压 CFB 锅 炉 , 2C12-3.43/0.98抽 凝 机

7、组 。 2002年 底 采 暖 期 负 荷 100t/h , 非采暖期 75t/h 。采用常规设计 3台锅炉配 4台电动给水泵 , 1台 备用 , 3台运行 。 给水泵型号 DG85-679, Q=85m 3/h ,P=6.03MPa , 电动机 YKK355-2, N=250kW 。 在采暖期运行时 , 按汽轮机外供汽 100t/h , 发电功率 24MW 计算 , 汽轮机进汽量 190t/h 。 3台炉总产汽量 225t/h , 富余蒸汽 35t/h , 在非采暖期富余汽量更多 。根据新汽富余量和给水量要求 , 选用 2台汽动 给水泵 , 小背压机做功后的排汽与汽轮机 0.98MPa 供热

8、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 C12机组的抽汽量 。(2 汽动给水泵汽轮机主要参数型号 :B0.25-3.5/0.98; 额定功率 :250kW ; 进汽 压力 :3.5MPa ; 进汽温度 :450 ; 进 汽 量 :7t/h ; 排 汽 压 力 :0.98MPa ; 排 汽 温 度 :330 ; 排 汽 焓 值 :3176kJ/kg ; 额定转速 :3000r/min 。(3 技术经济分析给水泵驱动方式由电动改汽动时 , 在冬季采暖 期外供热量 100t/h , 发电功率 24MW 。 回热系统 :一 级高加 , 用供热抽汽 0.98MPa 、 31

9、1 加热 , 给水温 度 150 ; 一级大气式除氧器 , 由 0.25MPa 、 183 抽汽加热至 104 ; 一级低加由低压抽汽 0.07MPa 、111 加热 , 出水温度电动与汽动方案分别为 60.2 、 64.2 , 经热力计算 , 各项指标结果见表 1。表 1主要技术指标计算结果从表 1可见 , 在外供汽量和发电功率相同的情 况下 , 采用 2台汽水泵后 , 节省电动机功率 500kW 。 但 锅 炉 产 汽 量 增 加 4t/h , 2台 汽 动 给 水 泵 500kW 全年节约电费 (设备年运行 7000h , 上网电价 0.46元 /kW h :S=50070000.46=

10、161104元 。每年锅炉多耗煤支出生产运营费用为 (当地标 煤价 420元 /t :3.98MPa , 450 , i o =3304kJ/kg ; gl =0.88; gs =628kJ/kg ,S 1=(194-190 (3394-628 7000/0.88/29308420=122104元 。扣除增加燃料费 , 则每年增收效益为 : S=S-S 1=161-122=39万元 。设备价格投资每台 8万元 , 2台汽动给水泵配 套的管道及阀门费用约 15万元 , 增加设备投资为 :S 2=(250+15 28104=99104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

11、投资回收期为 :T Y =99/39=2.54年 。 可 见 , 利用富余新汽 , 采用汽动给水泵拖动 , 经济效益 是显著的 , 经过两年半后即可回收投资 。 往后每年 可为热电企业增益 39万元 。 从表 1中看出 , 在发电 量 、 供热量不变情况下 , 锅炉产汽量增加了 4t/h , 也 就是说冷源损失增加约 4t/h , 发电煤耗略有增加而 已 , 所以有经济效益 , 但无节能效益 。3利用抽汽驱动汽动给水泵3.1利用供除氧器加热蒸汽的压差做功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0.050.1MPa , 温度为 15

12、0170 比较适宜 , 能级比较匹配 。 但是 , 由于种种原因 , 汽轮机抽汽压力不匹 配 , 在相当多的热电厂中 , 常遇到以供热抽汽 0.9MPa ,300 左右作为热源 , 经阀门减压到 0.10.2MPa ,再送往除氧器 。 此时 , 0.9MPa 减压至 0.2MPa 的节 流压损 , 存 在 着 明 显 的 能 源 损 失 。 为 此 , 0.9MPa300 供热抽汽先进入背压小汽轮机 , 使之拖动给水泵 , 排汽 0.1MPa 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 。 同时 , 当建厂初期热负荷不够大 , 往往热电比达不到四部委 1268项目电动

13、给水泵系统汽动给 水泵系统锅炉产汽量 /t h -1190194外供汽量 /t h-1100100汽轮机进汽量 /t h -1190180发电机发电功率 /kW 2400024000汽动给水泵进气量 /t h -114给水泵电动机功率 /kW500刘国培 , 中小热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析 43 2006年 第 6期能源 研 究 与 利 用号文要求的 100%(或 50% 时 , 用供热抽汽驱动汽 动泵可增加热负荷 , 提高热电比 , 争取达标 , 增加机 组利用小时数 , 提高企业经济效益的好处 。3.2利用供热抽汽驱动汽动泵实例 (1 某热电厂概况装机容量为 3万 kW , 2台

14、C12-3.43/0.98抽 凝机和 1台 C6-3.43/0.98抽凝机组 , 配置 4台 75t/h 中压中温锅炉 , 除氧器用汽量为 12t/h , 原采用 I 级 工业抽汽 0.98MPa 、 310 , 经节流减压送往大气式 除氧器 。 锅炉给水系统采用功率为 320kW 的 3台 电动给水泵和 1台带变频调节的功率为 300kW 的 电动给水泵 。(2 技改经济分析经论证分析 , 将 12t/h 、 0.98MPa 、 310 的工业 抽汽先通过小型背压汽轮机 , 其排汽为 0.050.1MPa 、170 左右用作加热除氧器的汽源 , 则可产生 1000kW的电能 。0.98MPa

15、 、 310 i c =3076kJ/kg ; 0.1MPa 、 170 i o =2946kJ/kg ; id =0.9。估 算 功 率 :1200(3076-2746 0.9/3600=990kW 1000kW 。可节省厂用电功率 1000kW 左右 。按 1000kW 计 , 上网电价为 0.46元 /kW h , 年 运行 7000h 计 , S=100070000.46=322104元 。设备价 :每台 B1-0.98/0.1热电联产汽轮机 100万元 。 同时可省去 2台 320kW 电动机 , 每台 9万 元 , 汽动泵配套的管道及阀门费用约 13万元 , 增加 设备投资为 :S

16、 1=(100+13 -213104=87104=87万元 。可见 , 将除氧加热汽节流损失回收 , 采用汽动泵 方案 , 投资增加 87万元 , 而年增加上网电收入达 322万元 , 所以静态投资回收期不到 4个月 , 是一个经济 效益十分好的改造项目 , 而热经济也是很好的 , 发电标煤耗和供热标煤耗不变 , 但多供电 1000kW h/h , 热电联产的发电煤耗比热电分供的发电煤耗低得 多 , 所以是节能的 。4结 论中小热电厂给水泵拖动方式 , 常采用电动机拖 动 。 建议当采暖期最大热负荷 、 全厂锅炉蒸发量有 富余时 , 为了节省给水泵的厂用电 , 可以把电动泵改 为汽动泵 , 利

17、用富余新汽入汽动泵 , 汽轮机排汽入外 供热网系统 , 可增加外供电量 , 提高经济效益 , 但一 般不可能有节能效益 。另一种利用供热抽汽驱动给水泵汽轮机 , 排汽 入回热系统除氧器 。 如除氧器加热汽源原来就是来 自供热抽汽 0.98MPa 。 经减压后入除氧器时 , 则回 收的 “ 节流 ” 损失用来驱动小汽轮机 , 排汽 0.1MPa 入除氧器加热给水至 104 , 其经济效益和节能效 益最大 。 同时 , 利用供热抽汽驱动给水泵汽轮机 , 可 增加供热量 。 提高热电比 , 使建厂初期热电比达不 到四部委 1268号文标准时 , 增加了内部供热量 , 提 高了热电比 , 使之达标 , 争取增加发电运行小时数 , 提高企业的经济效益和节能效