工业汽轮机在城市集中供热系统中的应用

张存英

机械工业第六设计研究院，河南郑州 450007

工业汽轮机在城市集中供热系统中的应用

张存英

机械工业第六设计研究院，河南郑州 450007

本文探讨了工业汽轮机在城市集中供热系统中的应用，并结合工程实际进行了节能、节电分析。

工业汽轮机；集中供热；循环水泵；节电

近几年，随着集中供热在城市建设中的快速发展，采用工业汽轮机来拖动热网循环水泵逐渐得以应用和推广，并成为节能降耗，提高社会效益、经济效益的一条重要途径。

作为供热系统中主要部件的热网循环水泵以前都是由电动机拖动的，随着城市规模的扩大，热负荷不断增长，输送距离不断加大，水泵电动机的功率也越来越大，这就使得供热企业的耗电成本在生产成本中占很大的比重，严重降低了企业的经济效益。而采用工业汽轮机代替大功率电动机拖动热网循环水泵就可有效降低耗电成本，大大提高企业的经济效益。

在城市集中供热系统中拖动循环水泵的工业汽轮机进汽可以是供热锅炉的新蒸汽，也可以是热电厂的外供热抽汽，排汽可以进入热交换器加热热网循环水，不会因此增加用汽成本。

1 工业汽轮机拖动热网循环水泵的主要优点

利用工业汽轮机拖动热网循环水泵的主要优点具体分析如下：

1）工业汽轮机可以根据负荷的变化采用变速调节(转速范围2 400r/min～4 000r/min)，变速调节可以提高水泵的运行效率和可靠性。另外，改变水泵转速来调节循环水流量比节流调节经济性高，消除了阀门因长期节流而造成的磨损，同时简化了调节系统，操作运行方便。

2）采用工业汽轮机拖动水泵可以显著提高整个热力系统的热效率。工业汽轮机利用供热锅炉新蒸汽或大汽轮机的抽汽做功，排汽进入热交换器，蒸汽能量实现了梯级利用。

3）大型电动机启动电流大，在投入和切除运行中，用电的负荷变化很大，对供电系统运行不利，因而采用工业汽轮机拖动水泵后电网的安全性更高，且可以大大降低用电成本，提高企业的经济效益。

4）从供热系统安全运行的角度考虑，采用工业汽轮机拖动水泵可防止因用电突然中断造成的水击等危险，提高热网运行的安全性。

2 采用工业汽轮机拖动热网循环水泵在具体项目中的节能分析

2.1 工程概况

某市城市集中供热供热工程，需设两座热交换首站，本文以1号、2号热交换首站区分。热交换首站均设在热电厂内，热源为0.8MPa、300℃的过热蒸汽抽汽，被加热一次热网循环水温130/70℃。

1号热交换首站设置三台循环水泵，单台功率250kW，两用一备。

2号热交换首站设置四台循环水泵，单台功率300kW，三用一备。

2.2 设备初投资的比较

1）采用工业汽轮机拖动

1号热交换首站设置三台B0.25-0.9/0.2型工业汽轮机拖动循环水泵，单台功率250kW，两用一备，设备初投资约70万元。

2号热交换首站设置四台B0.3-1.0/0.2型工业汽轮机拖动循环水泵，单台功率300kW，三用一备，设备初投资约100万元。

2）采用电动机拖动

需配置变压器、配电柜、启动柜、电动机等电气设备，1号首站电气设备初投资约46万元，2号首站电气设备初投资约65万元。

由上可知采用汽轮机拖动循环水泵，设备初投资增加，1号、2号首站分别多投资24万元、35万元。

3 运行费用的比较

热交换首站全年运行120天，计2 880小时。

采用汽轮机拖动水泵，全年可节约用电分别为：1号首站104万kW·h、2号首站187万kW·h。当地电价按0.6元/kW·h计算，则两个热交换首站年节约电费分别为：1号首站62.4万元、2号首站112.2万元。

汽轮机采用蒸汽作为动力，蒸汽在汽轮机内部作功后进入热交换器内加热一次网热水，实现了能量的梯级利用，不需多消耗蒸汽，因此不会增加用热成本。

故采用汽轮机拖动水泵，可节约运行成本，1号首站年节约62.4万元、2号首站年节约112.2万元。

综上所述，采用汽轮机拖动水泵，增加了设备初投资，但节约的运行费用比较可观，1号、2号首站分别运行4.6、3.7个月即一个采暖季左右便可收回增加的设备初投资。

3 结论

采用工业汽轮机代替大型电动机拖动循环水泵在城市集中供热系统中的应用，技术日趋成熟，经过近年的实践，证明其节能效果好、负荷适应性高、投资回收期短（大致在一个采暖季左右），安全可靠性高，值得各供热科研、运行单位去推广应用。

TU71

A

1674-6708（2010）30-0219-01

张存英，工程师，研究方向：热能动力