電廠給水泵節能改造分析

郭瑞

（山西電力職業技術學院動力系，山西 太原 30001）

電廠給水泵節能改造分析

郭瑞

（山西電力職業技術學院動力系，山西 太原 30001）

社會發展對能源的需求量逐漸增加，需要相關生產企業注重對能源的合理利用，通過合理的手段，使資源發揮最大效益。其中煤炭資源和天然氣能源已經呈現出明顯的匱乏現象，而電廠在生產時需要大量的煤炭資源，為此，需要對電廠給水泵進行節能改造。文中通過分析鍋爐給水泵節能改造的必要性，來進一步探討節能改造的可行性措施。

給水泵；節能改造；資源；能源利用

隨著生產活動的規模不斷擴大，使部分資源出現緊缺現象。針對這一現象，相關學者提出通過對生產技術進行改造來實現資源的最大利用率，從而減少資源浪費。電廠的生產活動中對能源的影響不可忽視，為此我們以某個電廠的生產為例，探討其給水泵節能改造的對策。

1 電廠鍋爐給水泵節能改造的必要性

1.1 提高鍋爐給水泵的使用壽命

鍋爐的使用在工業生產和住宅供暖中都發揮著重大作用。鍋爐的作用是將自然資源轉化成熱能來推動相關企業的發展，鍋爐為生產帶來的熱能是通過給水泵實現對高溫和低溫的鍋爐水進行交換，以此為生產活動提供生產必備的能源。在給水泵的使用過程中很容易受到水中雜質的腐蝕，如果沒有定期做好維護會對給水泵的性能造成影響，使用壽命也會隨之降低。在對其進行改造之后，其性能和抗腐蝕能力都會有所提高，為生產活動增加效率，并且也可以在很大程度上延長給水泵的使用壽命。

1.2 提高能源的利用率

電廠供熱企業經過漫長的發展過程，已經在技術上有了很大提升，但在能源利用和廢氣排放的工作中還存在不足之處。當前，我國較為注重節能減排對環境的影響作用。為此，需要相關生產企業在節能減排工作中有所投入，爭取通過技術改造提高能源利用率，并且減少廢氣排放對環境的影響。通過對給水泵進行改造，不僅可以提高資源的利用率，還可以為減少企業的成本投入，實現利益的最大化發展。

2 節能改造的可行性

2.1 三種驅動方式的用能分析

用能原理分析。通常我們將工頻電機直接驅動的給水泵叫做電動給水泵，將采用變頻器達到改變電機頻率的給水泵叫做變頻電動泵，將采用小汽輪機進行驅動的給水泵叫做汽動給水泵。其中電動給水泵的工作原理是將熱能置換成電能，再通過電能置換成機械能；變頻電動泵在工作原理上與電動給水泵相同，都是通過熱能與電能的轉化得到機械能，不同之處是變頻電動泵是利用頻率的調節，來為鍋爐提供給水，從而減少置換機械能的幾率；汽動給水泵可以通過蒸汽將熱能直接置換成機械能，同時可以采用小汽輪機對進汽量進行控制，其所產生的氣體還可以在其他操作中得以應用。從原理上分析，汽動給水泵是最為直觀的能源置換方式。

耗能量分析。在原理分析之后我們對三種驅動方式的能耗進行逐個分析。采用的分析方法是利用兩臺220kW的給水泵對電動給水泵、變頻電動泵和汽動給水泵在相同的環境下使用的能耗進行對比，旨在找出最佳的改造方式。我們將條件設定為為鍋爐提供溫度140℃、流量為86t/h的給水量，將壓力設置為7．5MPa，此時，采用兩臺功率為220kW的電動給水泵進行相關操作，得出的耗電量為350kW·h。

在使用一臺容量為440kVA變頻器為給水泵改變頻率時，為給水泵鍋爐提供140℃的溫度、86t/h的給水量。與電動給水泵的不同之處是，在容量為440kVA變頻器的作用下，鍋爐給水的實際壓力不需要達到7．5MPa，變頻電動泵的優勢是可以降低給水泵的出口壓力，在給水壓力為6．9MPa時，得出的耗電量為250kW·h。

使用功率為440kW的小汽輪機驅動給水泵，同時將鍋爐的給水壓力確定為6．9MPa，將小汽輪機與給水泵和除氧設備進行組合定為A組，將電動機與給水泵和除氧器進行組合定為B組。通常情況下除氧器需要達到水汽平衡的狀態，而小汽輪機所產生的排氣可以全部提供給除氧設備進行利用。通過一系列操作之后測試出A組的耗汽量為5．7t/h，B組的耗電量為350kW·h、耗汽為5．4t/h。經對比可以發現，A組相對于B組耗電量較少，而耗汽量較多，分別為少耗電350kW·h、多耗汽0．3t/h。而多出的耗汽量為汽動給水泵所消耗的能量。將給水壓力設定為7．5MPa，溫度為140℃時，所消耗的標煤為0．038t/h，在B組運行狀況不變的情況下，得出汽動給水泵所消耗的標煤為0．038t/h，所產生的電量為25kW·h。

為了更加科學合理的分析耗能量，我們依據相關資料的規范對多消耗的0．038t/h標煤用火力發電的供電煤耗進行折算。將0．038t/h標煤的電量折算為114kW·h，將汽動給水泵產生的蒸汽而獲得的電量25kW·h除去之后，得出汽動給水泵的耗電量為89kW·h。

2.2 改造方案的綜合效益分析

如果將改造方案設定為在2臺220kW的電動給水泵上分別安裝220kVA的變頻器，在變頻器的作用下完成對鍋爐給水的調節工作，為鍋爐的運行節約用電，而加設的設備預計需要30萬元，較大的成本投入對于部分企業來說是一大壓力，如果將加設的設備更換成容量為440kVA的高壓變頻器，這時給水泵的幾率將會有所下降，要想達到提升能源利用率的效果，則必須更換給水泵和電機，以及其他的相關配套設施，這時的投入的資金將達到90萬之多，成本明顯較高。

變頻器調速的突出優點是調速效率高、調速范圍寬、動態響應速度快、調速精度高，易于實現生產工藝控制自動化，且操作簡便。另外，在裝置發生故障后，能自動投入工頻運行，不會影響生產作業。變頻調速最大的缺點是變頻器技術復雜，初始投資較高，尤其是高壓變頻器。

將電動給水泵改成汽動給水泵，因其與電動給水泵的操作及運行方式的差異，致使相關的運行設備都需要更換，鍋爐與給水泵除外，將安裝費用計算在內，預計的成本可達34萬元?？紤]到運行方式和成本投入的因素，我們可以考慮將兩臺220kW的汽動給水泵替換成1臺440kW的汽動給水泵，這時的投資成本低至32萬。

通過上面兩種改造的方式投資情況來看，汽動給水泵在用電量和改造成本投入方面都具有較大優勢，因此，我們將原來的電動給水泵換成汽動給水泵。熱電廠的運行方式決定其是有熱量來表示電量，我們將設備的利用率以7200小時計算，電價定為0．5634元/（kW·h），對近幾個月的運行情況進行統計，發現相對于原有的兩臺220kW的電動給水設備，用電量就下降了3．0%，在去除汽動給水泵運行所使用的電量之后，得出為企業節約了106．2萬kW·h的電量，以標準電價進行核算，可以發現為公司帶來了59．83萬的經濟收益。在改造中所投入的資金可以在3個月左右回收投入成本，為企業帶來的經濟效益卻不止這些。事實證明，這種改造方式具有明顯的經濟效益與節能性。

對改造的實際效果進行分析，1臺型號為B0．4-0．7/0．2、功率為400kW的汽動給水泵可以完全代替兩臺220kW電動給水泵，在對小汽輪機的溫度控制在270℃時，給水流量可達110m3/h，這個數據可以充分說明汽動給水泵的給水作用。在滿足鍋爐給水要求的情況下，將兩臺220kW電動給水泵改成一臺400kW的汽動給水泵裝置，在運行速度上汽動給水泵具有絕對優勢，且容量也相對充足，改造過程中所花費的所有成本為30萬。對改造之后的給水泵進行性能的測試，在鍋爐的供水量為一小時50噸時，汽動給水泵運行中小汽輪機所產生的尾氣可以全部被除氧設備利用，在熱負荷性能上也能夠達到鍋爐的要求，由此可見，汽動給水泵無論是在節能效果上還是在性能上都有絕對的優勢。

3 結語

企業在生產的過程中應充分發揮節能意識，將節能環保作為生產的一個要素。文中對電廠鍋爐給水泵的幾種驅動方式工作原理進行闡述，為了深入研究給水泵節能改造的可行性，將三者在一定條件下的耗能量進行對比，并且對改造的可行性進行分析，選擇出成本投入少，能源利用率大的改造辦法。

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