供热机组热网循环泵小汽机驱动改造经济性分析

李世强，王建波，李辉

（华电淄博热电有限公司，山东淄博255054）

供热机组热网循环泵小汽机驱动改造经济性分析

李世强，王建波，李辉

（华电淄博热电有限公司，山东淄博255054）

对330 MW热电联产机组供热首站热网循环泵改小汽轮机驱动经济性进行分析，通过热力学计算表明在一个供热周期内通过采用汽泵驱动的方式，可减少厂用电量消耗251.75万kWh，减少冷源损失折合标准煤750 t，有较好的运行经济效益。

循环泵；小汽轮机；经济性分析

0 引言

华电淄博热电有限公司供热首站为2×330 MW热电机组扩建配套工程，随主机同步建设。该配套工程总体规划按照供热面积1 000万m2进行设计。主机为2×330 MW供热机组（工业抽汽和采暖抽汽，其中采暖抽汽流量额定值为250 t／h，最大值为330 t／h）。采用部分采暖抽汽作为小汽轮机的动力汽源，将热网循环泵改为汽轮机驱动，在降低厂用电率的同时，改善主机的运行条件，提高机组运行的经济性和稳定性。

1 供热系统流程

供热首站热源共两路，一路由供热机组提供，蒸汽参数为压力P=0.5 MPa，温度t=271.9℃，为保证供热可靠性，另一路由公司供热母管提供。

供热系统流程如图1所示。二级站来的温度为70℃的热网回水，经过滤器处理后，由高温水循环泵加压，再经热网加热器将温度加热至130℃（也可由用户需求确定）后，通过高温水供水管送往二级站。采暖抽汽经热网加热器换热后，凝结成90℃的水进入凝水回收罐，再由疏水泵送至本机除氧器。

高温水补水由高温水循环泵入口母管进入系统，自动调整维持循环泵入口压力0.4 MPa。补水主要是化学软化水，除盐水作为备用补水，疏水泵疏水作为紧急补水。

主要设施有2台管壳式汽水换热器、2台板式汽水换热器、3台高温水循环泵（2台汽泵、1台电泵）、1套凝结水回收装置、3台疏水泵（2台工频泵、1台变频泵），2台回水过滤器及其他加药装置、除铁器、主管道与设备相对应的管道、阀门等。

2 小汽轮机驱动的主要特点

降低厂用电率。减少了大量高品位电能的消耗，

指标含义：线路导线截面应按远期规划一次选定，相应线路廊道（含通道、管孔）预留应一次到位；对于已建老旧线路，能满足供电容量和可靠性要求的可暂不进行改造。10（20）千伏线路推荐导线截面需满足《配电网规划设计技术导则》要求。

实现能源梯级利用，提高了全厂综合热效率及经济效益［3］。

调节范围广。小汽轮机可根据热网水流量及压力变化实现变速调节，变速调节可使水泵运行效率提高，同时消除了因阀门调节造成的节流损失及对阀门的冲刷，操作更加简便，增加可靠性。

提高了系统安全性。与电泵驱动相比可防止因机组突然跳闸及电网故障造成的热网系统故障，同时又消除了大型电机启停对厂用电系统的冲击，改善了厂用电系统的运行环境。

但是，小汽轮机驱动的系统复杂，设备运行维护量较电机驱动要大。系统故障情况下没有电机驱动响应迅速快捷。

图1 供热系统流程

3 经济性分析

3.1 循环泵轴功率确定

式中：A为循环泵流量，m3／h；H为扬程，m；η为效率，%；ρ为密度，kg／m3。

3.2 小汽轮机进汽流量计算

循环泵电机功率为1 400 kW，选用小汽轮机型号：B1.4-0.5/0.2，功率为400 kW，转速为1 500 r／min，效率为55%。

小汽轮机进汽参数：进汽压力P1=0.5 MPa，进汽温度t1=271.9℃，排汽焓h1=3 006 kJ／kg；排汽参数：P2=0.2 MPa，t2=200℃，排汽焓h2=2 855 kJ／kg。

小汽轮机做功需要的进汽流量为

3.3 增加采暖抽汽量计算

因小汽轮机做功消耗部分采暖蒸汽量，需要增加本机采暖抽汽量才能满足原换热负荷。

小汽轮机进汽流量Qm1为13.55 kg／s，小汽轮机进汽焓值h1＝3 006 kJ／kg，排汽焓值h2＝2 855 kJ／kg，采暖抽汽在小汽轮机中做功消耗的热量为Q1。

采暖抽汽换热后的疏水温度t3=90℃，疏水焓值h3=377.6 kJ／kg，Q2为增加采暖抽汽加热高温水的放热量，有Q1=Q2，按照供热期135 d计算，则增加采暖抽汽流量Qm2为

4 供热经济性分析

4.1 减少厂用电量消耗

用低压低温热源作为动力，代替电动机驱动循环水泵，循环水泵轴功率为1 125 kW，则运行一台小汽轮机降低厂用电1 125 kW。

在主汽流量不变的情况下，因小汽轮机用汽，引起采暖抽汽量增加而减少的发电量为

式中：h4为凝汽器排汽温度32.5℃压力4.9 kPa的排汽焓值。

合计降低厂用电功率为

按照供热首站热网循环泵全年运行135 d计算，可节约厂用电量为251.75万kWh，按照发电成本0.33元／kWh计算，全年节约成本83.08万元。

4.2 冷源损失降低对煤耗的影响

按照供热期135 d计算，因小汽轮机做功增加的进入换热器的采暖蒸汽量为9 072 t，这部分蒸汽没有进入凝结器损失，而作为疏水进入除氧器参与热力系统换热，相当于减少了这部分冷源损失，凝汽器排汽温度32.5℃，压力4.9 kPa，排汽焓值2 559 kJ／kg，饱和水焓值136 kJ／kg，减少的冷源损失为

式中：h5为凝汽器排汽温度32.5℃，压力4.9 kPa时的饱和水焓值，kJ／kg。

折合标准煤为750.9 t，按照目前标准煤单价640元／t煤计算，年度节约成本48.06万元。

根据上述计算，将供热首站热网循环泵改造为小汽轮机驱动方式后，在一个采暖季运行周期内的收益主要可体现在降低厂用电和降低煤耗两个方面，可综合降低生产运营成本131万元。

5 结语

采用小汽机驱动热网循环水泵较电泵驱动，每年可减少厂用电量消耗251.75万kWh，减少冷源损失折合标准煤750 t。在一个采暖季运行周期内的综合降低生产运营成本131万元，有较好经济效益。对火力发电厂能源的梯级利用及节能减排具有参考意义。

［1］贾俊颖，王培红，程懋华.水和水蒸汽性质通用计算软件的算法研究［J］.热能动力工程，2000，15（6）：666-669．

［2］汪国山，朱晓星，谭锐，等.水和水蒸汽热力性质国际工业标准IAPWS－IF97和计算程序编制［J］．汽轮机技术，2005，47（3）：161-164．

［3］陈功．火电厂循环泵运行方式对机组经济性的影响［J］．汽轮机技术，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

李世强（1970），男，从事电厂节能管理工作。