热功联产汽轮机在热电厂中冷热电的应用分析

丁玉辉 张晋文 王辉

摘 要:本文主要介绍了热功联产汽轮机在热电厂锅炉给水泵、循环水泵、引风机三大辅机上的应用以及在热电厂冷热电三联产上应用,对于同类企业的热电厂具有推广作用。

关键词:热工联产汽轮机冷热电应用

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0081-01

随着各行企业改革的深入并不断地发展,竟争已是日趋激烈。热电厂是以热、环保效益好、电联产效率高的巨大优势而蓬勃发展并壮大,数量很可观。而企业要实施狠抓管理、节能降耗、努力提高竟争力的措施,不断地增强企业的强度与良好的信誉,从而可以为企业带来更好的发展。如今各行企业低成本运行,已经成为企业经营运行的重要手段。热电厂三大辅机:循环水泵、锅炉给水泵、引风机所耗功率约占容量的10%,其中循环水泵及引风机额定转速低,背压式工业小汽轮机无法直接拖动,从而需加减速装置。但对锅炉给水泵可实现直接拖动,它的工作原理简单、易行,同时也用电站汽轮机的排汽或抽汽(0.5～1.0)MPa冲动工业汽轮机作为原动机,替代原动机进行拖动,它的排汽为(0.05～0.3)MPa,再加热0.02MPa工作压力的除氧器或者去供暖以及供给溴化锂中央空调。我们称这种工作方式的汽轮机为热功联产汽轮机。其功用大致为:(1)替代了原电机拖动,大大减少了电热厂用电；(2)消除了除氧进汽加热过程中的节流损失,使高品质的能源得到了合理分配利用；(3)供给溴化锂中央空调,实现热电厂的冷、热、电三联产。(4)可实现被拖动设备的变速调节,消除了调节过程中的节流损失。

1 热、功联产的基本条件

以热功联产汽轮机作为原动机,其功能必须满足被拖动设备的要求,排汽热需全部用掉,用于加热除氧或其它。总的来说,热用户的使用负荷必须大于热功联产汽轮机的排汽量,不然则无法实现安全经济运行,从而影响工作的效率。

2 经济性

热电厂就其供热形式而言可分三类:背压机＋抽凝机供热系统、纯背压机供热系统,和纯抽凝机供热系统。选择哪种形式要依据其热用户的性质及生产方式而定,在不同的系统中加装热功联产汽轮机所带来的经济性也有所不同。

3 实际应用

(1)徐州西区环保热电有限公司现有3台35t/h中压链条炉,2台B3-35/5背压机,大气式除氧器工作压力0.02MPa、温度104℃,加装1台250kW的汽动给水泵,排汽压力为0.1MPa、温度210℃用于加热除氧,水泵出口扬程H＝500m,泵组效率ηgr为57%,热功联产汽轮机的进汽为280℃、0.59MPa的电站背压机排汽。

(2)皖北煤电集团有限责任公司淮北新源热电有限公司现有3台75t/h次高压循环流化床锅炉,2台C15-4.9/0.981汽轮机,为了提高电厂的经济效益,降低自用电率,该公司在循环水泵、锅炉给水泵将电动机改为热功汽轮机,其热功汽轮机的进汽采用2台C15-4.9/0.981汽轮机的抽汽,其热功汽轮机的排汽给溴化锂中央空调使用夏季供冷,冬季供热,他们安装了3台溴化锂空调机组。溴化锂中央空调制冷量(单台)2250000kcal/h、电能空调一匹的制冷量2000kcal/h、一匹折合成功率0.735kw/h、每天机组运行小时数24h、机组每年运行天数120天、机组有效利用率85%,则两台溴化锂中央空调节约电能为(2250000/2000)×0.735×24×120×85%×2=6072579kWh。

该公司发电标煤耗为0.426kg/kwh,节约电能折合为标煤为6072570×0.426÷1000=2587T。采用了3台溴化锂空调机,不仅节约了煤耗,同时也使电厂的余热排放得到综合利用,收到了良好节能的效果。

(3)皖北煤电集团有限责任公司祁东煤矿和祁东矸石电厂热功汽轮机的使用

电厂锅炉给水泵改电动为汽动拖动:祁东矸石电厂共有3台DG85-80×9型电动给水泵,配套电机功率为315kW,锅炉给水流量依靠调整给水泵组的液力耦合器转速来实现,正常运行两用一备。从目前的运行情况看,三台电动给水泵运行基本稳定,但仍然存在以下几点弊端:

①在夏季气温高、负荷高的情况下,工作油、润滑油超温现象时有发生。

②耦合器存在滑差损失,额定工作情况下耦合器的滑差损失最小在3%以上,而且是随着负荷的降低而增加。

③水泵每年消耗226.8万kWh电量。

④系统复杂、运行操作、检修维护量都比较大。

为了合理利用汽轮机的排汽,节约电能,降低厂用电率,提高设备的安全性、可靠性,拟将3台给水泵中一台由电机拖动改造为汽轮机拖动,保留2台电动给水泵一开一备和改造的汽动给水泵,做为锅炉正常供水用。一是改造后可节约自用电约为:315KW×24h×300(天)=226.8万kWh,按上网电价0.398元/kWh计算每年可节省用电费用90.2664万元。

二是因为该汽轮机是一拖二机组,在冬天采暖季节可以带动电动机发电,其每小时可发电160KWh的电量,按冬季采暖120天计算,可发电160×24×120=460800kWh,扣除发电成本0.028元/kWh,年创造经济效益460800×(0.398-0.028)=17.0496万元,合计该项目年可创造经济效益107.316万元。

现在该厂正在实施热功汽轮机排汽用于2台2050kw溴化锂中央空调的项目,以达到热功汽轮机最大化利用,该项目投产后每年可节约成本300多万元。

4 结语

热功联产汽轮机体积小、结构简单、调速范围宽,对被拖动设备可实现变速调节。上述分析虽以汽动给水泵为例,但这种分析方法仍然适用于风机、循环水泵等。例如安徽涡阳化肥厂在风机上使用了热功汽轮机,因此热电企业应结合自身的生产特点及系统特性,节能挖潜,在充分分析和核算的基础上,加装热功联产汽轮机,这是一条有效的节能途径。