供熱機組熱網循環泵小汽機驅動改造經濟性分析

李世強，王建波，李輝

（華電淄博熱電有限公司，山東淄博255054）

供熱機組熱網循環泵小汽機驅動改造經濟性分析

李世強，王建波，李輝

（華電淄博熱電有限公司，山東淄博255054）

對330 MW熱電聯產機組供熱首站熱網循環泵改小汽輪機驅動經濟性進行分析，通過熱力學計算表明在一個供熱周期內通過采用汽泵驅動的方式，可減少廠用電量消耗251.75萬kWh，減少冷源損失折合標準煤750 t，有較好的運行經濟效益。

循環泵；小汽輪機；經濟性分析

0 引言

華電淄博熱電有限公司供熱首站為2×330 MW熱電機組擴建配套工程，隨主機同步建設。該配套工程總體規劃按照供熱面積1 000萬m2進行設計。主機為2×330 MW供熱機組（工業抽汽和采暖抽汽，其中采暖抽汽流量額定值為250 t／h，最大值為330 t／h）。采用部分采暖抽汽作為小汽輪機的動力汽源，將熱網循環泵改為汽輪機驅動，在降低廠用電率的同時，改善主機的運行條件，提高機組運行的經濟性和穩定性。

1 供熱系統流程

供熱首站熱源共兩路，一路由供熱機組提供，蒸汽參數為壓力P=0.5 MPa，溫度t=271.9℃，為保證供熱可靠性，另一路由公司供熱母管提供。

供熱系統流程如圖1所示。二級站來的溫度為70℃的熱網回水，經過濾器處理后，由高溫水循環泵加壓，再經熱網加熱器將溫度加熱至130℃（也可由用戶需求確定）后，通過高溫水供水管送往二級站。采暖抽汽經熱網加熱器換熱后，凝結成90℃的水進入凝水回收罐，再由疏水泵送至本機除氧器。

高溫水補水由高溫水循環泵入口母管進入系統，自動調整維持循環泵入口壓力0.4 MPa。補水主要是化學軟化水，除鹽水作為備用補水，疏水泵疏水作為緊急補水。

主要設施有2臺管殼式汽水換熱器、2臺板式汽水換熱器、3臺高溫水循環泵（2臺汽泵、1臺電泵）、1套凝結水回收裝置、3臺疏水泵（2臺工頻泵、1臺變頻泵），2臺回水過濾器及其他加藥裝置、除鐵器、主管道與設備相對應的管道、閥門等。

2 小汽輪機驅動的主要特點

降低廠用電率。減少了大量高品位電能的消耗，

指標含義：線路導線截面應按遠期規劃一次選定，相應線路廊道（含通道、管孔）預留應一次到位；對于已建老舊線路，能滿足供電容量和可靠性要求的可暫不進行改造。10（20）千伏線路推薦導線截面需滿足《配電網規劃設計技術導則》要求。

實現能源梯級利用，提高了全廠綜合熱效率及經濟效益［3］。

調節范圍廣。小汽輪機可根據熱網水流量及壓力變化實現變速調節，變速調節可使水泵運行效率提高，同時消除了因閥門調節造成的節流損失及對閥門的沖刷，操作更加簡便，增加可靠性。

提高了系統安全性。與電泵驅動相比可防止因機組突然跳閘及電網故障造成的熱網系統故障，同時又消除了大型電機啟停對廠用電系統的沖擊，改善了廠用電系統的運行環境。

但是，小汽輪機驅動的系統復雜，設備運行維護量較電機驅動要大。系統故障情況下沒有電機驅動響應迅速快捷。

圖1 供熱系統流程

3 經濟性分析

3.1 循環泵軸功率確定

式中：A為循環泵流量，m3／h；H為揚程，m；η為效率，%；ρ為密度，kg／m3。

3.2 小汽輪機進汽流量計算

循環泵電機功率為1 400 kW，選用小汽輪機型號：B1.4-0.5/0.2，功率為400 kW，轉速為1 500 r／min，效率為55%。

小汽輪機進汽參數：進汽壓力P1=0.5 MPa，進汽溫度t1=271.9℃，排汽焓h1=3 006 kJ／kg；排汽參數：P2=0.2 MPa，t2=200℃，排汽焓h2=2 855 kJ／kg。

小汽輪機做功需要的進汽流量為

3.3 增加采暖抽汽量計算

因小汽輪機做功消耗部分采暖蒸汽量，需要增加本機采暖抽汽量才能滿足原換熱負荷。

小汽輪機進汽流量Qm1為13.55 kg／s，小汽輪機進汽焓值h1＝3 006 kJ／kg，排汽焓值h2＝2 855 kJ／kg，采暖抽汽在小汽輪機中做功消耗的熱量為Q1。

采暖抽汽換熱后的疏水溫度t3=90℃，疏水焓值h3=377.6 kJ／kg，Q2為增加采暖抽汽加熱高溫水的放熱量，有Q1=Q2，按照供熱期135 d計算，則增加采暖抽汽流量Qm2為

4 供熱經濟性分析

4.1 減少廠用電量消耗

用低壓低溫熱源作為動力，代替電動機驅動循環水泵，循環水泵軸功率為1 125 kW，則運行一臺小汽輪機降低廠用電1 125 kW。

在主汽流量不變的情況下，因小汽輪機用汽，引起采暖抽汽量增加而減少的發電量為

式中：h4為凝汽器排汽溫度32.5℃壓力4.9 kPa的排汽焓值。

合計降低廠用電功率為

按照供熱首站熱網循環泵全年運行135 d計算，可節約廠用電量為251.75萬kWh，按照發電成本0.33元／kWh計算，全年節約成本83.08萬元。

4.2 冷源損失降低對煤耗的影響

按照供熱期135 d計算，因小汽輪機做功增加的進入換熱器的采暖蒸汽量為9 072 t，這部分蒸汽沒有進入凝結器損失，而作為疏水進入除氧器參與熱力系統換熱，相當于減少了這部分冷源損失，凝汽器排汽溫度32.5℃，壓力4.9 kPa，排汽焓值2 559 kJ／kg，飽和水焓值136 kJ／kg，減少的冷源損失為

式中：h5為凝汽器排汽溫度32.5℃，壓力4.9 kPa時的飽和水焓值，kJ／kg。

折合標準煤為750.9 t，按照目前標準煤單價640元／t煤計算，年度節約成本48.06萬元。

根據上述計算，將供熱首站熱網循環泵改造為小汽輪機驅動方式后，在一個采暖季運行周期內的收益主要可體現在降低廠用電和降低煤耗兩個方面，可綜合降低生產運營成本131萬元。

5 結語

采用小汽機驅動熱網循環水泵較電泵驅動，每年可減少廠用電量消耗251.75萬kWh，減少冷源損失折合標準煤750 t。在一個采暖季運行周期內的綜合降低生產運營成本131萬元，有較好經濟效益。對火力發電廠能源的梯級利用及節能減排具有參考意義。

［1］賈俊穎，王培紅，程懋華.水和水蒸汽性質通用計算軟件的算法研究［J］.熱能動力工程，2000，15（6）：666-669．

［2］汪國山，朱曉星，譚銳，等.水和水蒸汽熱力性質國際工業標準IAPWS－IF97和計算程序編制［J］．汽輪機技術，2005，47（3）：161-164．

［3］陳功．火電廠循環泵運行方式對機組經濟性的影響［J］．汽輪機技術，2007，49（1）：70-72．

Economic Analysis for Retrofit of Small Steam Turbine Driven in Heating Circulating Pump

LI Shiqiang，WANG Jianbo，LI Hui
（Huadian Zibo Thermal Power Co.，Ltd.，Zibo 255054，China）

The economical efficiency of retrofit of small steam turbine driven in heating circulating pump of 330 MW cogeneration unit is analyzed.Through the calculation of thermodynamics，it can be reduced the plant consumption 2.5175 million kWh and the loss of cold source standard coal 750 tons by using steam pump drive way in a heating cycle.The calculated result shows that the retrofit have a good economic benefit.

heating circulation pump；small turbine；economic analysis

TM621.4

B

1007－9904（2016）09－0067－03

2016-03-17

李世強（1970），男，從事電廠節能管理工作。