工業(yè)汽輪機(jī)在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

張存英

機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院，河南鄭州 450007

工業(yè)汽輪機(jī)在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

張存英

機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院，河南鄭州 450007

本文探討了工業(yè)汽輪機(jī)在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，并結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行了節(jié)能、節(jié)電分析。

工業(yè)汽輪機(jī)；集中供熱；循環(huán)水泵；節(jié)電

近幾年，隨著集中供熱在城市建設(shè)中的快速發(fā)展，采用工業(yè)汽輪機(jī)來拖動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵逐漸得以應(yīng)用和推廣，并成為節(jié)能降耗，提高社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的一條重要途徑。

作為供熱系統(tǒng)中主要部件的熱網(wǎng)循環(huán)水泵以前都是由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的，隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，熱負(fù)荷不斷增長，輸送距離不斷加大，水泵電動(dòng)機(jī)的功率也越來越大，這就使得供熱企業(yè)的耗電成本在生產(chǎn)成本中占很大的比重，嚴(yán)重降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而采用工業(yè)汽輪機(jī)代替大功率電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵就可有效降低耗電成本，大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

在城市集中供熱系統(tǒng)中拖動(dòng)循環(huán)水泵的工業(yè)汽輪機(jī)進(jìn)汽可以是供熱鍋爐的新蒸汽，也可以是熱電廠的外供熱抽汽，排汽可以進(jìn)入熱交換器加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，不會(huì)因此增加用汽成本。

1 工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵的主要優(yōu)點(diǎn)

利用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵的主要優(yōu)點(diǎn)具體分析如下：

1）工業(yè)汽輪機(jī)可以根據(jù)負(fù)荷的變化采用變速調(diào)節(jié)(轉(zhuǎn)速范圍2 400r/min～4 000r/min)，變速調(diào)節(jié)可以提高水泵的運(yùn)行效率和可靠性。另外，改變水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)循環(huán)水流量比節(jié)流調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性高，消除了閥門因長期節(jié)流而造成的磨損，同時(shí)簡化了調(diào)節(jié)系統(tǒng)，操作運(yùn)行方便。

2）采用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)水泵可以顯著提高整個(gè)熱力系統(tǒng)的熱效率。工業(yè)汽輪機(jī)利用供熱鍋爐新蒸汽或大汽輪機(jī)的抽汽做功，排汽進(jìn)入熱交換器，蒸汽能量實(shí)現(xiàn)了梯級(jí)利用。

3）大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大，在投入和切除運(yùn)行中，用電的負(fù)荷變化很大，對(duì)供電系統(tǒng)運(yùn)行不利，因而采用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)水泵后電網(wǎng)的安全性更高，且可以大大降低用電成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4）從供熱系統(tǒng)安全運(yùn)行的角度考慮，采用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)水泵可防止因用電突然中斷造成的水擊等危險(xiǎn)，提高熱網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

2 采用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵在具體項(xiàng)目中的節(jié)能分析

2.1 工程概況

某市城市集中供熱供熱工程，需設(shè)兩座熱交換首站，本文以1號(hào)、2號(hào)熱交換首站區(qū)分。熱交換首站均設(shè)在熱電廠內(nèi)，熱源為0.8MPa、300℃的過熱蒸汽抽汽，被加熱一次熱網(wǎng)循環(huán)水溫130/70℃。

1號(hào)熱交換首站設(shè)置三臺(tái)循環(huán)水泵，單臺(tái)功率250kW，兩用一備。

2號(hào)熱交換首站設(shè)置四臺(tái)循環(huán)水泵，單臺(tái)功率300kW，三用一備。

2.2 設(shè)備初投資的比較

1）采用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)

1號(hào)熱交換首站設(shè)置三臺(tái)B0.25-0.9/0.2型工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)循環(huán)水泵，單臺(tái)功率250kW，兩用一備，設(shè)備初投資約70萬元。

2號(hào)熱交換首站設(shè)置四臺(tái)B0.3-1.0/0.2型工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)循環(huán)水泵，單臺(tái)功率300kW，三用一備，設(shè)備初投資約100萬元。

2）采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)

需配置變壓器、配電柜、啟動(dòng)柜、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備，1號(hào)首站電氣設(shè)備初投資約46萬元，2號(hào)首站電氣設(shè)備初投資約65萬元。

由上可知采用汽輪機(jī)拖動(dòng)循環(huán)水泵，設(shè)備初投資增加，1號(hào)、2號(hào)首站分別多投資24萬元、35萬元。

3 運(yùn)行費(fèi)用的比較

熱交換首站全年運(yùn)行120天，計(jì)2 880小時(shí)。

采用汽輪機(jī)拖動(dòng)水泵，全年可節(jié)約用電分別為：1號(hào)首站104萬kW·h、2號(hào)首站187萬kW·h。當(dāng)?shù)仉妰r(jià)按0.6元/kW·h計(jì)算，則兩個(gè)熱交換首站年節(jié)約電費(fèi)分別為：1號(hào)首站62.4萬元、2號(hào)首站112.2萬元。

汽輪機(jī)采用蒸汽作為動(dòng)力，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部作功后進(jìn)入熱交換器內(nèi)加熱一次網(wǎng)熱水，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，不需多消耗蒸汽，因此不會(huì)增加用熱成本。

故采用汽輪機(jī)拖動(dòng)水泵，可節(jié)約運(yùn)行成本，1號(hào)首站年節(jié)約62.4萬元、2號(hào)首站年節(jié)約112.2萬元。

綜上所述，采用汽輪機(jī)拖動(dòng)水泵，增加了設(shè)備初投資，但節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)用比較可觀，1號(hào)、2號(hào)首站分別運(yùn)行4.6、3.7個(gè)月即一個(gè)采暖季左右便可收回增加的設(shè)備初投資。

3 結(jié)論

采用工業(yè)汽輪機(jī)代替大型電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)循環(huán)水泵在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，技術(shù)日趨成熟，經(jīng)過近年的實(shí)踐，證明其節(jié)能效果好、負(fù)荷適應(yīng)性高、投資回收期短（大致在一個(gè)采暖季左右），安全可靠性高，值得各供熱科研、運(yùn)行單位去推廣應(yīng)用。

TU71

A

1674-6708（2010）30-0219-01

張存英，工程師，研究方向：熱能動(dòng)力