工業汽輪機在城市集中供熱系統中的應用

張存英

機械工業第六設計研究院，河南鄭州 450007

工業汽輪機在城市集中供熱系統中的應用

張存英

機械工業第六設計研究院，河南鄭州 450007

本文探討了工業汽輪機在城市集中供熱系統中的應用，并結合工程實際進行了節能、節電分析。

工業汽輪機；集中供熱；循環水泵；節電

近幾年，隨著集中供熱在城市建設中的快速發展，采用工業汽輪機來拖動熱網循環水泵逐漸得以應用和推廣，并成為節能降耗，提高社會效益、經濟效益的一條重要途徑。

作為供熱系統中主要部件的熱網循環水泵以前都是由電動機拖動的，隨著城市規模的擴大，熱負荷不斷增長，輸送距離不斷加大，水泵電動機的功率也越來越大，這就使得供熱企業的耗電成本在生產成本中占很大的比重，嚴重降低了企業的經濟效益。而采用工業汽輪機代替大功率電動機拖動熱網循環水泵就可有效降低耗電成本，大大提高企業的經濟效益。

在城市集中供熱系統中拖動循環水泵的工業汽輪機進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，排汽可以進入熱交換器加熱熱網循環水，不會因此增加用汽成本。

1 工業汽輪機拖動熱網循環水泵的主要優點

利用工業汽輪機拖動熱網循環水泵的主要優點具體分析如下：

1）工業汽輪機可以根據負荷的變化采用變速調節(轉速范圍2 400r/min～4 000r/min)，變速調節可以提高水泵的運行效率和可靠性。另外，改變水泵轉速來調節循環水流量比節流調節經濟性高，消除了閥門因長期節流而造成的磨損，同時簡化了調節系統，操作運行方便。

2）采用工業汽輪機拖動水泵可以顯著提高整個熱力系統的熱效率。工業汽輪機利用供熱鍋爐新蒸汽或大汽輪機的抽汽做功，排汽進入熱交換器，蒸汽能量實現了梯級利用。

3）大型電動機啟動電流大，在投入和切除運行中，用電的負荷變化很大，對供電系統運行不利，因而采用工業汽輪機拖動水泵后電網的安全性更高，且可以大大降低用電成本，提高企業的經濟效益。

4）從供熱系統安全運行的角度考慮，采用工業汽輪機拖動水泵可防止因用電突然中斷造成的水擊等危險，提高熱網運行的安全性。

2 采用工業汽輪機拖動熱網循環水泵在具體項目中的節能分析

2.1 工程概況

某市城市集中供熱供熱工程，需設兩座熱交換首站，本文以1號、2號熱交換首站區分。熱交換首站均設在熱電廠內，熱源為0.8MPa、300℃的過熱蒸汽抽汽，被加熱一次熱網循環水溫130/70℃。

1號熱交換首站設置三臺循環水泵，單臺功率250kW，兩用一備。

2號熱交換首站設置四臺循環水泵，單臺功率300kW，三用一備。

2.2 設備初投資的比較

1）采用工業汽輪機拖動

1號熱交換首站設置三臺B0.25-0.9/0.2型工業汽輪機拖動循環水泵，單臺功率250kW，兩用一備，設備初投資約70萬元。

2號熱交換首站設置四臺B0.3-1.0/0.2型工業汽輪機拖動循環水泵，單臺功率300kW，三用一備，設備初投資約100萬元。

2）采用電動機拖動

需配置變壓器、配電柜、啟動柜、電動機等電氣設備，1號首站電氣設備初投資約46萬元，2號首站電氣設備初投資約65萬元。

由上可知采用汽輪機拖動循環水泵，設備初投資增加，1號、2號首站分別多投資24萬元、35萬元。

3 運行費用的比較

熱交換首站全年運行120天，計2 880小時。

采用汽輪機拖動水泵，全年可節約用電分別為：1號首站104萬kW·h、2號首站187萬kW·h。當地電價按0.6元/kW·h計算，則兩個熱交換首站年節約電費分別為：1號首站62.4萬元、2號首站112.2萬元。

汽輪機采用蒸汽作為動力，蒸汽在汽輪機內部作功后進入熱交換器內加熱一次網熱水，實現了能量的梯級利用，不需多消耗蒸汽，因此不會增加用熱成本。

故采用汽輪機拖動水泵，可節約運行成本，1號首站年節約62.4萬元、2號首站年節約112.2萬元。

綜上所述，采用汽輪機拖動水泵，增加了設備初投資，但節約的運行費用比較可觀，1號、2號首站分別運行4.6、3.7個月即一個采暖季左右便可收回增加的設備初投資。

3 結論

采用工業汽輪機代替大型電動機拖動循環水泵在城市集中供熱系統中的應用，技術日趨成熟，經過近年的實踐，證明其節能效果好、負荷適應性高、投資回收期短（大致在一個采暖季左右），安全可靠性高，值得各供熱科研、運行單位去推廣應用。

TU71

A

1674-6708（2010）30-0219-01

張存英，工程師，研究方向：熱能動力