供热机组热网循环泵驱动节能优化

马丽娜

摘 要：传统的火力发电不仅仅是一种高能耗、高水耗的产业，而且它的污染也很严重。电厂的冷端损失一直是有待解决的问题，尤其是在凝汽式发电厂中，热量的有效使用率都不到总热量的五成。如果减少这部分损失或将送部分损失回收利用，节能效益是相当可观的，并且还减少了环境热污染。因此，循环水余热利用问题日益被人们所重视。

关键词：循环泵；驱动；小汽轮机；节能优化；经济性分析

现有热网循环水泵的驱动方式主要由电机带动或小汽轮机带动，为进一步提高热电联产机组在采暖期间的经济运行水平，对热网循环水泵电泵拖动改小汽轮机拖动经济性进行分析。通过利用低压蒸汽作为动力源，降低厂用电率，提高机组热力系统运行经济性，达到节能减排的目的。

某某华电淄博热电有限公司供热首站为2×330MW热电机组扩建配套工程，随主机同步建设。该配套工程总体规划按照供热面积1000万m2进行设计。主机为2×330MW供热机组（工业抽汽和采暖抽汽，其中采暖抽汽流量额定值为250吨/h，最大值为330吨/h）。采用部分采暖抽汽作为小汽轮机的动力汽源，将热网循环泵改为汽轮机驱动，在降低厂用电率的同时，改善主机的运行条件，提高机组运行的经济性和稳定性。

1 供热系统流程

供热首站热源共两路，一路由供热机组提供蒸汽汽参数为压力P=0.5MPa，温度t=271.9℃，为保证供热可靠性，另一路由公司供热母管提供。

二级站来的温度为70℃的热网回水，经过滤器处理后，由高温水循环泵加压，再经热网加热器将温度加热至130℃（也可由用户需求确定）后，通过高温水供水管送往二级站。采暖抽汽经热网加热器换热后，凝结成90℃的水进入凝水回收罐，再由疏水泵送至本机除氧器。

高温水补水由高温水循环泵入口母管进入系统，自动调整维持循环泵入口压力0.4MPa。补水主要是化学软化水，除盐水作为备用补水，疏水泵疏水作为紧急补水。

2 小汽轮机驱动的主要特点

降低厂用电率。减少了大量高品位电能的消耗，实现能源梯級利用，提高了全厂综合热效率及经济效益。

调节范围广。小汽轮机可根据热网水流量及压力变化实现变速调节，变速调节可使水泵运行效率提高，同时消除了因阀门调节造成的节流损失及对阀门的冲刷，操作更加简便，增加可靠性。

提高了系统安全性。与电泵驱动相比可防止因机组突然跳闸及电网故障造成的热网系统故障，同时又消除了大型电机启停对厂用电系统的冲击，改善了厂用电系统的运行环境。

但是，小汽轮机驱动的系统复杂，设备运行维护量较电机驱动要大。系统故障情况下没有电机驱动响应迅速快捷。

3 经济性分析

3.1循环泵轴功率确定

式中：A为循环泵流量，m3/h；H为扬程，m；η为效率，%；ρ为密度，kg/m3

3.1 小汽轮机进汽流量计算

循环泵电机功率为1400kW，选用小汽轮机型号：B1.4-0.5/0.2，功率为400kW，转速为1500r/分钟，效率为55%。小汽轮机进汽参数：进汽压力P1=0.5MPa，进汽温度t1=271.9℃，排汽焓h1=3006kJ/kg；排汽参数：P2=0.2MPa，t2=200℃，排汽焓h2=2855kJ/kg。小汽輪机做功需要的进汽流量为

3.2 增加采暖抽汽量计算

因小汽轮机做功消耗部分采暖蒸汽量，需要增加本机采暖抽汽量才能满足原换热负荷。小汽轮机进汽流量Qm1为13.55kg/s，小汽轮机进汽焓值h1=3006kJ/kg，排汽焓值h2=2855kJ/kg，采暖抽汽在小汽轮机中做功消耗的热量为Q1。采暖抽汽换热后的疏水温度t3=90℃，疏水焓值h3=377.6kJ/kg，Q2为增加采暖抽汽加热高温水的放热量，有Q1=Q2，按照供热期135天计算，则增加采暖抽汽流量Qm2为

4 供热经济性分析

4.1 减少厂用电量消耗用低压低温热源作为动力

代替电动机驱动循环水泵，循环水泵轴功率为1125kW，则运行一台小汽轮机降低厂用电1125kW。在主汽流量不变的情况下，因小汽轮机用汽，引起采暖抽汽量增加而减少的发电量为

式中：h4为凝汽器排汽温度32.5℃压力4.9kPa的排汽焓值。

合计降低厂用电功率为

Pz=P-Pj=1125-347.8=777（kW）

按照供热首站热网循环泵全年运行135天计算，可节约厂用电量为251.75万kWh，按照发电成本0.33元/kWh计算，全年节约成本83.08万元。

4.2 冷源损失降低对煤耗的影响

按照供热期135天计算，因小汽轮机做功增加的进入换热器的采暖蒸汽量为9072吨，这部分蒸汽没有进入凝结器损失，而作为疏水进入除氧器参与热力系统换热，相当于减少了这部分冷源损失，凝汽器排汽温度32.5℃，压力4.9kPa，排汽焓值2559kJ/kg，饱和水焓值136kJ/kg，减少的冷源损失为

式中：h5为凝汽器排汽温度32.5℃，压力4.9kPa时的饱和水焓值，kJ/kg。

折合标准煤为750.9t，按照目前标准煤单价640元/吨煤计算，年度节约成本48.06万元。

根据上述计算，将供热首站热网循环泵改造为小汽轮机驱动方式后，在一个采暖季运行周期内的收益主要可体现在降低厂用电和降低煤耗两个方面，可综合降低生产运营成本131万元。

5 结术语

采用小汽机驱动热网循环水泵较电泵驱动，每年可减少厂用电量消耗251.75万kWh，减少冷源损失折合标准煤750吨。在一个采暖季运行周期内的综合降低生产运营成本131万元，有较好经济效益。对火力发电厂能源的梯级利用及节能减排具有参考意义。

参考文献

[1]贾俊颖，王培红，程懋华.水和水蒸汽性质通用计算软件的算法研究[J].热能动力工程，2000，15（6）：666-669.

[2]陈功.火电厂循环泵运行方式对机组经济性的影响[J].汽轮机技术，2007，49（1）：70-72.

（作者单位：秦皇岛市热力总公司）