火力發電廠汽輪機驅動給水泵節能分析

徐 棟

（廣東寶麗華電力有限公司，廣東 梅州 514700）

火力發電廠汽輪機驅動給水泵節能分析

徐 棟

（廣東寶麗華電力有限公司，廣東 梅州 514700）

目前我國的經濟發展速度不斷加快，整體國內的生活能源需求和生產能源需求都在不斷增加，火力發電是目前我國應用最廣泛的發電方式。火力發電廠通過利用小型的汽輪機驅動給水泵，可以有效實現熱功的直接轉化，由此可以有效提高整體的能源生產利用效率。現階段大部分的汽輪機都是采用變速和轉速調節控制方法，以此來實現壓力的降低和安全性的提升。

火力發電廠；節能分析；汽輪機

0 引言

目前我國的火力發電廠汽輪機已經開始逐步取代了電動機給水泵，主要目的是為了實現整體中間能量轉換環節的減少，帶動整體能源利用效益提升。與此同時，我國的大部分工業汽輪機也實現了變換轉速作業，所以在汽輪機供水壓力調整和流量控制的過程中不再需要單一依靠閥門控制，提升了控制的準確性和安全性，可以實現全自動化準確的節流控制調節。

1 汽輪機驅動水泵的優點

伴隨著我國的火力發電廠的機組容量的整體不斷提升，火力發電廠的整體給水容量以及整體汽輪機壓力也在不斷提升，所以單一的電動方式給水泵應用已經無法完全滿足實際的給水需求，也無法達到給水供應的穩定性與安全性需求。電動機驅動條件下的給水泵主要采用定速運行處理方式，該種方式的水壓和水流調節依靠傳統的閥門控制方法，所以容易造成節流損失，而且一旦出現機組功率的整體壓力增加，很容易同時帶動電動機控制設備的整體負荷增加，成本也進一步增加，所以應該采用汽輪機驅動給水泵［1］。

首先，汽輪機驅動方式可以有效獲得高揚程，因為汽輪機的整體運行功率限制條件較少，所以可以有效滿足給水泵大功率機組的運行需求［2］。

第二，鍋爐的低負荷運行過程中，汽輪機轉速的自動控制與調整可以保證給水閥門損失降低［3］。

第三，如果將給水泵與汽輪機進行直接連接，就可以有效避免出現轉換過程中的能耗損失增加，可以有效提升整體機組運行的效率和能源利用率。

第四，給水泵的汽輪機作業主要是利用核心汽輪機進行抽汽處理，由此可以有效減少火力發電廠的冷卻能源損失，可以提升整體的機組熱能源經濟效益［4］。

2 汽輪機節能改造的必要性

通過研究和分析可以發現，給水泵的汽輪機主要的汽源來自于供汽母管，屬于火力發電廠的工業核心管道之一，所以在汽輪機驅動給水泵節能分析的過程中需要結合該因素。通過應用汽輪機可以明顯發現轉換效率得到了提升，同時也帶動了火力發電廠的社會效益和經濟效益明顯提升，帶動了鍋爐給水系統整體運行更加穩定和安全。

某電力發電企業有4臺 30 t/h 循環流化床鍋爐，配置了5臺230kW 電動能源給水泵進行鍋爐用水供應，利用 2臺6 000 kW 背壓機組和 2 臺 3500 kW 背壓供熱機組，以滿足用戶生產生活用熱的需求，該類型的配置和整體機組運行方式容易導致綜合發電企業和電廠用電率提升，平均為 17%左右。正是因為電動給水泵屬于工頻電機進行間接驅動，所以無法改變給水泵的實際轉速，再進行供熱負荷縮小時，應該保證管道內的給水壓力穩定，為了有效降低綜合的電廠用電效率，應該盡量延長設備的使用壽命，所以企業也有必要進行設備的節能改造。

3 汽輪機驅動水泵節能分析

3.1 三種驅動方式的用能分析

在分析便捷的需求下，需要將工頻電機進行直接驅動的給水泵直接稱作為電動給水泵。電動給水泵的實際功能概括就是將熱能通過加工處理轉化為電能，然后再將電能通過特殊處理方法轉化為機械能。變頻方式的給水泵也可以實現這一形式的能源轉化，但是主要的區別在于頻率的改變可以在應用符合鍋爐供水需要的同時保證電能到機械能轉化過程中的能源消耗。汽動給水泵主要是蒸汽能源作用下的能源轉化，也就是熱能到機械能的轉化，所以可以通過汽輪機的整體進汽輸入量來控制好水泵的壓力。從實際的操作和應用原理分析也可以發現，汽動的水泵的能源的控制與能源轉化也是直接的能源控制方式。

3.2 改造方案的綜合效益分析

通過企業設備節能改造，應該制定合理標準進行經濟性衡量，可以進行綜合的經濟效益分析，如果采用3 臺 200kW 的電動給水泵加裝1臺 200 kVΑ 進口變頻器，通過頻率控制來調節鍋爐給水量和速度，以此來進一步降低發電廠廠用電的能源消耗，預算出實際的投資成本為 30萬元。

如果將 3臺電動給水泵改整體改造成3臺 220 kW 的汽動給水泵，因為整體機組運行方式差異，排除鍋爐給水泵應用的可行性，剩余的機組設備都需重新更換，附加整體機組設備的安裝費用，預計整體的投資成本為25 萬元。可以有效簡化機組運行方式以及節省綜合的投資成本，經過研究論證，可以將其整體改造成2 臺 400 kW的汽動給水泵，預計投資成本為 20 萬元。

3.3 改造后的實際效果分析

通過改造后的節能分析可以發現，將 3 臺 220 kW 電動給水泵改改裝2臺型號為 B0.4- 0.5/0.1、額定功率為440 kW、進汽壓力和溫度分別為 05 MPa、250 ℃，排汽壓力為0.3 MPa 的小汽輪機，驅動型號為GD88- 85×5、流量為 100m2/h、揚程為 320 m、功率為350.8 kW、效率為 75%的給水泵，合計投資成本為 25 萬元。

4 結語

綜上所述，為了有效降低火力發電廠的用電能耗，達到整體節能降耗的目標，需要進行給水泵節能改造，改造的結果研究分析可以發現，節能改造效果明顯，可以達到穩定運行要求，同時還能節約能源提升經濟效益。

［1］張祥.火力發電廠汽輪機系統運行中存在的問題與應對措施分析［J］.中國高新技術企業，2015（13）∶142-143.

［2］李書慧.火力發電廠汽輪機組節能降耗措施分析［J］.中國高新技術企業，2015（25）∶112-114.

［3］徐曙.小汽輪機驅動給水泵和引風機的熱經濟性分析［J］.湖南電力，2014（01）∶51-53.

［4］胡訓棟，高明.1000MW直接空冷機組汽輪機同軸驅動給水泵的經濟性分析［J］.電站系統工程，2014（03）∶50-52.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.145