电厂给水泵节能改造分析

郭瑞

（山西电力职业技术学院动力系，山西 太原 30001）

电厂给水泵节能改造分析

郭瑞

（山西电力职业技术学院动力系，山西 太原 30001）

社会发展对能源的需求量逐渐增加，需要相关生产企业注重对能源的合理利用，通过合理的手段，使资源发挥最大效益。其中煤炭资源和天然气能源已经呈现出明显的匮乏现象，而电厂在生产时需要大量的煤炭资源，为此，需要对电厂给水泵进行节能改造。文中通过分析锅炉给水泵节能改造的必要性，来进一步探讨节能改造的可行性措施。

给水泵；节能改造；资源；能源利用

随着生产活动的规模不断扩大，使部分资源出现紧缺现象。针对这一现象，相关学者提出通过对生产技术进行改造来实现资源的最大利用率，从而减少资源浪费。电厂的生产活动中对能源的影响不可忽视，为此我们以某个电厂的生产为例，探讨其给水泵节能改造的对策。

1 电厂锅炉给水泵节能改造的必要性

1.1 提高锅炉给水泵的使用寿命

锅炉的使用在工业生产和住宅供暖中都发挥着重大作用。锅炉的作用是将自然资源转化成热能来推动相关企业的发展，锅炉为生产带来的热能是通过给水泵实现对高温和低温的锅炉水进行交换，以此为生产活动提供生产必备的能源。在给水泵的使用过程中很容易受到水中杂质的腐蚀，如果没有定期做好维护会对给水泵的性能造成影响，使用寿命也会随之降低。在对其进行改造之后，其性能和抗腐蚀能力都会有所提高，为生产活动增加效率，并且也可以在很大程度上延长给水泵的使用寿命。

1.2 提高能源的利用率

电厂供热企业经过漫长的发展过程，已经在技术上有了很大提升，但在能源利用和废气排放的工作中还存在不足之处。当前，我国较为注重节能减排对环境的影响作用。为此，需要相关生产企业在节能减排工作中有所投入，争取通过技术改造提高能源利用率，并且减少废气排放对环境的影响。通过对给水泵进行改造，不仅可以提高资源的利用率，还可以为减少企业的成本投入，实现利益的最大化发展。

2 节能改造的可行性

2.1 三种驱动方式的用能分析

用能原理分析。通常我们将工频电机直接驱动的给水泵叫做电动给水泵，将采用变频器达到改变电机频率的给水泵叫做变频电动泵，将采用小汽轮机进行驱动的给水泵叫做汽动给水泵。其中电动给水泵的工作原理是将热能置换成电能，再通过电能置换成机械能；变频电动泵在工作原理上与电动给水泵相同，都是通过热能与电能的转化得到机械能，不同之处是变频电动泵是利用频率的调节，来为锅炉提供给水，从而减少置换机械能的几率；汽动给水泵可以通过蒸汽将热能直接置换成机械能，同时可以采用小汽轮机对进汽量进行控制，其所产生的气体还可以在其他操作中得以应用。从原理上分析，汽动给水泵是最为直观的能源置换方式。

耗能量分析。在原理分析之后我们对三种驱动方式的能耗进行逐个分析。采用的分析方法是利用两台220kW的给水泵对电动给水泵、变频电动泵和汽动给水泵在相同的环境下使用的能耗进行对比，旨在找出最佳的改造方式。我们将条件设定为为锅炉提供温度140℃、流量为86t/h的给水量，将压力设置为7．5MPa，此时，采用两台功率为220kW的电动给水泵进行相关操作，得出的耗电量为350kW·h。

在使用一台容量为440kVA变频器为给水泵改变频率时，为给水泵锅炉提供140℃的温度、86t/h的给水量。与电动给水泵的不同之处是，在容量为440kVA变频器的作用下，锅炉给水的实际压力不需要达到7．5MPa，变频电动泵的优势是可以降低给水泵的出口压力，在给水压力为6．9MPa时，得出的耗电量为250kW·h。

使用功率为440kW的小汽轮机驱动给水泵，同时将锅炉的给水压力确定为6．9MPa，将小汽轮机与给水泵和除氧设备进行组合定为A组，将电动机与给水泵和除氧器进行组合定为B组。通常情况下除氧器需要达到水汽平衡的状态，而小汽轮机所产生的排气可以全部提供给除氧设备进行利用。通过一系列操作之后测试出A组的耗汽量为5．7t/h，B组的耗电量为350kW·h、耗汽为5．4t/h。经对比可以发现，A组相对于B组耗电量较少，而耗汽量较多，分别为少耗电350kW·h、多耗汽0．3t/h。而多出的耗汽量为汽动给水泵所消耗的能量。将给水压力设定为7．5MPa，温度为140℃时，所消耗的标煤为0．038t/h，在B组运行状况不变的情况下，得出汽动给水泵所消耗的标煤为0．038t/h，所产生的电量为25kW·h。

为了更加科学合理的分析耗能量，我们依据相关资料的规范对多消耗的0．038t/h标煤用火力发电的供电煤耗进行折算。将0．038t/h标煤的电量折算为114kW·h，将汽动给水泵产生的蒸汽而获得的电量25kW·h除去之后，得出汽动给水泵的耗电量为89kW·h。

2.2 改造方案的综合效益分析

如果将改造方案设定为在2台220kW的电动给水泵上分别安装220kVA的变频器，在变频器的作用下完成对锅炉给水的调节工作，为锅炉的运行节约用电，而加设的设备预计需要30万元，较大的成本投入对于部分企业来说是一大压力，如果将加设的设备更换成容量为440kVA的高压变频器，这时给水泵的几率将会有所下降，要想达到提升能源利用率的效果，则必须更换给水泵和电机，以及其他的相关配套设施，这时的投入的资金将达到90万之多，成本明显较高。

变频器调速的突出优点是调速效率高、调速范围宽、动态响应速度快、调速精度高，易于实现生产工艺控制自动化，且操作简便。另外，在装置发生故障后，能自动投入工频运行，不会影响生产作业。变频调速最大的缺点是变频器技术复杂，初始投资较高，尤其是高压变频器。

将电动给水泵改成汽动给水泵，因其与电动给水泵的操作及运行方式的差异，致使相关的运行设备都需要更换，锅炉与给水泵除外，将安装费用计算在内，预计的成本可达34万元。考虑到运行方式和成本投入的因素，我们可以考虑将两台220kW的汽动给水泵替换成1台440kW的汽动给水泵，这时的投资成本低至32万。

通过上面两种改造的方式投资情况来看，汽动给水泵在用电量和改造成本投入方面都具有较大优势，因此，我们将原来的电动给水泵换成汽动给水泵。热电厂的运行方式决定其是有热量来表示电量，我们将设备的利用率以7200小时计算，电价定为0．5634元/（kW·h），对近几个月的运行情况进行统计，发现相对于原有的两台220kW的电动给水设备，用电量就下降了3．0%，在去除汽动给水泵运行所使用的电量之后，得出为企业节约了106．2万kW·h的电量，以标准电价进行核算，可以发现为公司带来了59．83万的经济收益。在改造中所投入的资金可以在3个月左右回收投入成本，为企业带来的经济效益却不止这些。事实证明，这种改造方式具有明显的经济效益与节能性。

对改造的实际效果进行分析，1台型号为B0．4-0．7/0．2、功率为400kW的汽动给水泵可以完全代替两台220kW电动给水泵，在对小汽轮机的温度控制在270℃时，给水流量可达110m3/h，这个数据可以充分说明汽动给水泵的给水作用。在满足锅炉给水要求的情况下，将两台220kW电动给水泵改成一台400kW的汽动给水泵装置，在运行速度上汽动给水泵具有绝对优势，且容量也相对充足，改造过程中所花费的所有成本为30万。对改造之后的给水泵进行性能的测试，在锅炉的供水量为一小时50吨时，汽动给水泵运行中小汽轮机所产生的尾气可以全部被除氧设备利用，在热负荷性能上也能够达到锅炉的要求，由此可见，汽动给水泵无论是在节能效果上还是在性能上都有绝对的优势。

3 结语

企业在生产的过程中应充分发挥节能意识，将节能环保作为生产的一个要素。文中对电厂锅炉给水泵的几种驱动方式工作原理进行阐述，为了深入研究给水泵节能改造的可行性，将三者在一定条件下的耗能量进行对比，并且对改造的可行性进行分析，选择出成本投入少，能源利用率大的改造办法。

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