熱功聯產汽輪機在熱電廠中冷熱電的應用分析

丁玉輝 張晉文 王輝

摘 要:本文主要介紹了熱功聯產汽輪機在熱電廠鍋爐給水泵、循環水泵、引風機三大輔機上的應用以及在熱電廠冷熱電三聯產上應用,對于同類企業的熱電廠具有推廣作用。

關鍵詞:熱工聯產汽輪機冷熱電應用

中圖分類號:TM62 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0081-01

隨著各行企業改革的深入并不斷地發展,竟爭已是日趨激烈。熱電廠是以熱、環保效益好、電聯產效率高的巨大優勢而蓬勃發展并壯大,數量很可觀。而企業要實施狠抓管理、節能降耗、努力提高竟爭力的措施,不斷地增強企業的強度與良好的信譽,從而可以為企業帶來更好的發展。如今各行企業低成本運行,已經成為企業經營運行的重要手段。熱電廠三大輔機:循環水泵、鍋爐給水泵、引風機所耗功率約占容量的10%,其中循環水泵及引風機額定轉速低,背壓式工業小汽輪機無法直接拖動,從而需加減速裝置。但對鍋爐給水泵可實現直接拖動,它的工作原理簡單、易行,同時也用電站汽輪機的排汽或抽汽(0.5～1.0)MPa沖動工業汽輪機作為原動機,替代原動機進行拖動,它的排汽為(0.05～0.3)MPa,再加熱0.02MPa工作壓力的除氧器或者去供暖以及供給溴化鋰中央空調。我們稱這種工作方式的汽輪機為熱功聯產汽輪機。其功用大致為:(1)替代了原電機拖動,大大減少了電熱廠用電；(2)消除了除氧進汽加熱過程中的節流損失,使高品質的能源得到了合理分配利用；(3)供給溴化鋰中央空調,實現熱電廠的冷、熱、電三聯產。(4)可實現被拖動設備的變速調節,消除了調節過程中的節流損失。

1 熱、功聯產的基本條件

以熱功聯產汽輪機作為原動機,其功能必須滿足被拖動設備的要求,排汽熱需全部用掉,用于加熱除氧或其它。總的來說,熱用戶的使用負荷必須大于熱功聯產汽輪機的排汽量,不然則無法實現安全經濟運行,從而影響工作的效率。

2 經濟性

熱電廠就其供熱形式而言可分三類:背壓機＋抽凝機供熱系統、純背壓機供熱系統,和純抽凝機供熱系統。選擇哪種形式要依據其熱用戶的性質及生產方式而定,在不同的系統中加裝熱功聯產汽輪機所帶來的經濟性也有所不同。

3 實際應用

(1)徐州西區環保熱電有限公司現有3臺35t/h中壓鏈條爐,2臺B3-35/5背壓機,大氣式除氧器工作壓力0.02MPa、溫度104℃,加裝1臺250kW的汽動給水泵,排汽壓力為0.1MPa、溫度210℃用于加熱除氧,水泵出口揚程H＝500m,泵組效率ηgr為57%,熱功聯產汽輪機的進汽為280℃、0.59MPa的電站背壓機排汽。

(2)皖北煤電集團有限責任公司淮北新源熱電有限公司現有3臺75t/h次高壓循環流化床鍋爐,2臺C15-4.9/0.981汽輪機,為了提高電廠的經濟效益,降低自用電率,該公司在循環水泵、鍋爐給水泵將電動機改為熱功汽輪機,其熱功汽輪機的進汽采用2臺C15-4.9/0.981汽輪機的抽汽,其熱功汽輪機的排汽給溴化鋰中央空調使用夏季供冷,冬季供熱,他們安裝了3臺溴化鋰空調機組。溴化鋰中央空調制冷量(單臺)2250000kcal/h、電能空調一匹的制冷量2000kcal/h、一匹折合成功率0.735kw/h、每天機組運行小時數24h、機組每年運行天數120天、機組有效利用率85%,則兩臺溴化鋰中央空調節約電能為(2250000/2000)×0.735×24×120×85%×2=6072579kWh。

該公司發電標煤耗為0.426kg/kwh,節約電能折合為標煤為6072570×0.426÷1000=2587T。采用了3臺溴化鋰空調機,不僅節約了煤耗,同時也使電廠的余熱排放得到綜合利用,收到了良好節能的效果。

(3)皖北煤電集團有限責任公司祁東煤礦和祁東矸石電廠熱功汽輪機的使用

電廠鍋爐給水泵改電動為汽動拖動:祁東矸石電廠共有3臺DG85-80×9型電動給水泵,配套電機功率為315kW,鍋爐給水流量依靠調整給水泵組的液力耦合器轉速來實現,正常運行兩用一備。從目前的運行情況看,三臺電動給水泵運行基本穩定,但仍然存在以下幾點弊端:

①在夏季氣溫高、負荷高的情況下,工作油、潤滑油超溫現象時有發生。

②耦合器存在滑差損失,額定工作情況下耦合器的滑差損失最小在3%以上,而且是隨著負荷的降低而增加。

③水泵每年消耗226.8萬kWh電量。

④系統復雜、運行操作、檢修維護量都比較大。

為了合理利用汽輪機的排汽,節約電能,降低廠用電率,提高設備的安全性、可靠性,擬將3臺給水泵中一臺由電機拖動改造為汽輪機拖動,保留2臺電動給水泵一開一備和改造的汽動給水泵,做為鍋爐正常供水用。一是改造后可節約自用電約為:315KW×24h×300(天)=226.8萬kWh,按上網電價0.398元/kWh計算每年可節省用電費用90.2664萬元。

二是因為該汽輪機是一拖二機組,在冬天采暖季節可以帶動電動機發電,其每小時可發電160KWh的電量,按冬季采暖120天計算,可發電160×24×120=460800kWh,扣除發電成本0.028元/kWh,年創造經濟效益460800×(0.398-0.028)=17.0496萬元,合計該項目年可創造經濟效益107.316萬元。

現在該廠正在實施熱功汽輪機排汽用于2臺2050kw溴化鋰中央空調的項目,以達到熱功汽輪機最大化利用,該項目投產后每年可節約成本300多萬元。

4 結語

熱功聯產汽輪機體積小、結構簡單、調速范圍寬,對被拖動設備可實現變速調節。上述分析雖以汽動給水泵為例,但這種分析方法仍然適用于風機、循環水泵等。例如安徽渦陽化肥廠在風機上使用了熱功汽輪機,因此熱電企業應結合自身的生產特點及系統特性,節能挖潛,在充分分析和核算的基礎上,加裝熱功聯產汽輪機,這是一條有效的節能途徑。