熱網(wǎng)循環(huán)泵不同驅(qū)動(dòng)方式的經(jīng)濟(jì)性分析

王智剛　谷軍生　姚遠(yuǎn)　姜占文　田紅杰

【摘? 要】論述了定州電廠供熱改造過程中熱網(wǎng)循環(huán)泵兩種不同驅(qū)動(dòng)方式下經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，并以定州電廠熱網(wǎng)額定功率下日常供熱周期內(nèi)運(yùn)行方式下的參數(shù)為例。計(jì)算結(jié)果表明，在一個(gè)供熱季內(nèi)，對(duì)于熱網(wǎng)投運(yùn)階段額定負(fù)荷時(shí)，通過采用汽泵驅(qū)動(dòng)的方式，較電泵驅(qū)動(dòng)方式可節(jié)約運(yùn)行電量640萬kWh，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】熱網(wǎng)循環(huán)泵;驅(qū)動(dòng);電動(dòng)

0 前 言

隨著電力企業(yè)進(jìn)行供熱改造，熱網(wǎng)循環(huán)泵是負(fù)責(zé)提供大流量高揚(yáng)程的動(dòng)力之源，是供熱電廠供暖期間主要的耗能設(shè)備。目前發(fā)電廠熱網(wǎng)循環(huán)泵有背壓汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種方式，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又分為液力耦合器調(diào)速電動(dòng)機(jī)和變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種。熱網(wǎng)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)方式的合理選擇與發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，對(duì)于熱網(wǎng)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)方式的選擇也進(jìn)行了初步探討。

1.系統(tǒng)布置圖

熱網(wǎng)循環(huán)泵用來將廠內(nèi)熱網(wǎng)循環(huán)水加壓，并經(jīng)過熱網(wǎng)加熱器加熱后輸送至供熱用戶，是熱網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。循環(huán)泵采用背壓式汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案被廣泛采用，為有效利用背壓機(jī)的排汽余熱，直接將排汽排入熱網(wǎng)加熱器用于加熱熱網(wǎng)水，該驅(qū)動(dòng)方式可有效降低廠用電率，但也使用了抽汽做功而增加了機(jī)組煤耗和汽耗。

2 小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)

降低廠用電率。減少了大量高品位電能的消耗，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，提高了全廠綜合熱效率及經(jīng)濟(jì)效益。

調(diào)節(jié)范圍廣。小汽輪機(jī)可根據(jù)熱網(wǎng)水流量及壓力變化實(shí)現(xiàn)變速調(diào)節(jié)，變速調(diào)節(jié)可使水泵運(yùn)行效率提高，同時(shí)消除了因閥門調(diào)節(jié)造成的節(jié)流損失及對(duì)閥門的沖刷，操作更加簡便，增加可靠性。

提高了系統(tǒng)安全性。與電泵驅(qū)動(dòng)相比可防止因機(jī)組突然跳閘及電網(wǎng)故障造成的熱網(wǎng)系統(tǒng)故障，同時(shí)又消除了大型電機(jī)啟停對(duì)廠用電系統(tǒng)的沖擊，改善了廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。但是，小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)量較電機(jī)驅(qū)動(dòng)要大。但系統(tǒng)故障情況下沒有電機(jī)驅(qū)動(dòng)響應(yīng)迅速快捷。

從上表得知：同等參數(shù)下，電動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)方式下的總熱量較汽動(dòng)供熱量多4.3×10GJ/a，同時(shí)年多耗640×10kWh/a。

4.1 減少廠用電量消耗用低壓低溫?zé)嵩醋鳛閯?dòng)力，代替電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)循環(huán)水泵，循環(huán)水泵軸功率為4039 kW，則運(yùn)行一臺(tái)小汽輪機(jī)降低廠用電4039 kW。

在主汽流量不變的情況下，因小汽輪機(jī)用汽，引起采暖抽汽量增加而減少的發(fā)電量為

Pj=Qm（h-h）=（3133.2-181.32）×2143=6326.1kW

式中：h4為空冷島排汽溫度43.3℃壓力8.9 kPa的排汽焓值。

合計(jì)降低廠用電功率為

Pz=P-Pj=6326-4039 =2287kW

按照供熱首站熱網(wǎng)循環(huán)泵全年運(yùn)行120d 計(jì)算，可節(jié)約廠用電量為640萬kWh。

4.2 冷源損失降低對(duì)煤耗的影響

按照供熱期120 d計(jì)算，因小汽輪機(jī)做功增加的進(jìn)入換熱器的采暖蒸汽量為2143 t，這部分蒸汽沒有進(jìn)入凝結(jié)器損失，而作為疏水進(jìn)入除氧器參與熱力系統(tǒng)換熱，相當(dāng)于減少了這部分冷源損失，凝汽器排汽溫度43.3℃，壓力8.9kPa，飽和水焓值156kJ/kg，減少的冷源損失為W=Qm2×（h4-h5）=（181.32-156）×2143=54260000 KJ

式中：h5 為凝汽器排汽溫度41.3℃;壓力101.7kPa時(shí)的飽和水焓值，kJ/kg。折合標(biāo)煤為1851t。

根據(jù)上述計(jì)算，將供熱首站熱網(wǎng)循環(huán)泵改造為小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)方式后，在一個(gè)采暖季運(yùn)行周期內(nèi)的收益主要可體現(xiàn)在降低廠用電和降低煤耗兩個(gè)方面。

5 結(jié)語

采用小汽機(jī)驅(qū)動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵較電泵驅(qū)動(dòng)，每年可減少廠用電量消耗 640萬kWh，減少冷源損失折合標(biāo)準(zhǔn)煤1851t，對(duì)火力發(fā)電廠能源的梯級(jí)利用及節(jié)能減排具有參考意義。

（作者單位：河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司）