小型工業汽輪機在熱電廠給水泵上的應用

孔彪 邵鑫

摘 要：通過對本文的分析，發電廠汽輪機運行仍存在許多亟待解決的問題。在技術問題方面，還存在管理不善的因素。面對這種情況，需要對電廠汽輪機進行綜合分析，并從理論認識水平到技術處理水平進一步改進和優化。因此，電廠企業應充分利用先進科學技術優勢，優化汽輪機操作系統，使其更適合電廠的經濟運行環境，同時增強員工的綜合素質和故障處理能力，確保汽輪機安全高效運行，使其實現整體運行水平，對社會各方面的電力需求。

關鍵詞：小型工業汽輪機；熱電廠；給水泵

引言

工業級汽輪機的結構和原理與普通汽輪機類似，根據熱力系統的特點分為背壓式和凝汽式。其中背壓式工業汽輪機又可分為分為主蒸汽進汽、排汽入供熱蒸汽管道和供熱蒸汽進汽、排汽入除氧器兩種，主要用于拖動空氣壓縮機、水泵、風機等轉動設備。

1小型工業汽輪機驅動給水泵系統簡介

在某電廠增加一臺130th次高溫亞高壓鍋爐。由于熱用戶生產的周期性變化，使用蒸汽進料泵，蒸汽入口來自三個第35中溫中壓鍋爐，工業汽輪機的新蒸汽主管。排出的蒸汽進入大氣除氧器，對鍋爐給水進行熱脫氣。系統原理圖如圖1所示。

2小型工業汽輪機驅動給水泵的優點

2.1實現無級調速

工業汽輪機可根據鍋爐負荷調節進料泵速度，使運行可靠穩定，提高運行效率，降低能耗。改變進料泵速度，調節給水流量，比供水運行平臺電控閥更經濟。高性能消除了長期節流造成的缺點，嚴重影響了調節精度。同時，簡化了供水調節系統，操作方便。由于調節精度高，有利于控制滾筒的水位和新蒸汽的溫度，改善鍋爐設備，提高運行可靠性和新蒸汽質量。

2.2提高整個機組的熱效率和經濟效益

工業汽輪機的蒸汽源來自中溫中壓鍋爐的新型蒸汽主管。工作后，背壓廢氣進入大氣除氧器，使蒸汽的高等級能量實現逐步分級和利用。此外，工業汽輪機取代了大型電動機。它還可以有效地降低功耗并降低發電成本。

2.3鍋爐運行可靠性相對提高

由于工業汽輪機可以使用鍋爐剩余蒸汽的正常運行，工業汽輪機驅動給水泵，防止因耗電中斷和鍋爐水位快速下降造成的干燒，從而構成鍋爐運行的危險。同時，美國WOODARD速度控制系統易于操作可靠。

2.4對用電系統的影響小

最初，大容量高壓頭部進給泵功率大，啟動電流大，對功耗系統的影響也很大。傳統的電機-液壓耦合速度調節操作模式可以減少啟動時的功耗系統。但由于大功率泵通常配備6kV或10kV的高壓電動機，仍然需要高壓電纜和相關的輔助設施。應用工業汽輪機進料泵的安全性高于電機驅動的進料泵。

3工業汽輪機驅動給水泵的經濟性分析

3.1有關參數

以某廠的第130臺高溫亞高壓鍋爐為例，第150臺給水泵需要配備630kW的電機功率和10kV的電機電壓。如果使用工業汽輪機作為驅動功率，則速度調節范圍為1500～3000rmin。輸出功率為120kW至800kW。相關參數如下：

額定功率：0.63MW

單位形式：背壓式

輸出速度：1500/3000r/min

背壓：0.5MPa

排氣蒸汽溫度：255°C

蒸汽消耗量為630kW：9.63t/h

考慮到3%的蒸汽水損失，工業汽輪機的蒸汽消耗為D=9.6×1.03=9.89t/h。

計算：工業汽輪機的熱耗為：3.284GJ/h3.2經濟性分析

（1）根據6500h的水泵運行，發電成本按0.35kW/h計算，汽輪機熱耗價格為50元/GJ（約為熱電企業外加熱汽油價格為150元/t））；

工業蒸汽輪機的年節電量為：

630×0.35×650010000=1，433，500元。

工業蒸汽輪機的年熱成本是：

3.284×50×650010000=10673萬元。

年營業成本143.325-106.73=3659.5萬元。

（2）設備投資

工業汽輪機方案：主體45萬元，系統材料費15萬元，建設費12萬元，合計72萬元。

傳統方案：7萬臺電動機，18萬元液壓聯軸器，5萬元高壓電纜及相關設施，3萬元建設成本，共計26萬元。

工業汽輪機解決方案比傳統方案的設備投資多72-26=46萬元。

工業汽輪機只需15個月即可收回增加的投資，工業汽輪機的設備投資可在2年內收回。并且火力發電廠的發電成本越高，采用工業汽輪機方案的經濟效率越高。

3.2其它效益

由于工業汽輪機噪音低，運行可靠，故障率低，大修周期一般為5年左右，維修成本低于電機加液力耦合器。同時，工業汽輪機充分利用了高能級的脫氣加熱蒸汽。并有效降低工廠的耗電率。

4小型工業汽輪機在熱電廠給水泵上的應用效果

小型工業汽輪機用于驅動給水泵后，工業汽輪機轉動部件少，噪音低，運行可靠，故障率低；檢修周期約為8年，維護方便，密封部件更換時間短。動力蒸汽的壓力波動可以使輸出速度在一定范圍內保持不變，這樣可以更好地保證給水泵的正常連續運行，降低維護成本。同時，蒸汽輪機用于提取能量，從而可以提高發電機組的效率，并且可以降低設備的功耗率。

目前，國內工業汽輪機設備已經系列化，可以滿足不同使用要求，廣泛應用于石油，化工，冶金，紡織，印染，造紙等行業。

5結語

近年來，世界能源緊張，環境保護形勢嚴峻，中國也受到影響。特別是近年來，煤炭和石油價格飆升，環保標準有所提高，電廠的成本大大增加，而上網電價和熱價漲幅有限，使得熱電的利潤率企業越來越小，甚至造成損失，很難維持。為此，我們組織相關技術人員從工廠設備和系統中能源綜合利用的角度合理分配和使用能源。對整個工廠的熱力系統及其能量轉換過程進行了逐一研究和分析，并利用蒸汽能量質量損失較大的環節進行了研究。

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