給水泵小汽輪機(jī)實(shí)施節(jié)能降耗改造

1、上海電力2007年第5期給水泵小汽輪機(jī)實(shí)施節(jié)能降耗改造周景(上海交通大學(xué)，上海200030)摘要：在分析了“上大壓小、節(jié)能減排”的形勢(shì)和任務(wù)后，提出楊樹浦發(fā)電廠將1號(hào)、2號(hào)機(jī)組的電動(dòng)給水泵改由小汽輪機(jī)帶動(dòng)給水泵的節(jié)能降耗方案。即通過(guò)新增廠內(nèi)動(dòng)力設(shè)備的耗用供熱母管蒸汽，大幅度降低廠用電量，從而改善機(jī)組的運(yùn)行狀況、熱經(jīng)濟(jì)性和管網(wǎng)效率，最終達(dá)到降低供電煤耗和獲得節(jié)能收益的目的。文章介紹了將機(jī)組電動(dòng)給水泵改由小汽輪機(jī)帶動(dòng)給水泵的節(jié)能改造方案、改

2、進(jìn)原則、可行性論證、熱力和經(jīng)濟(jì)性計(jì)算結(jié)果，以及取得的節(jié)能效果。關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；小汽輪機(jī)改造；給水系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)性計(jì)算；供電煤耗中圖分類號(hào)：TM6214文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1引言楊樹浦發(fā)電廠是一家具有96年歷史的熱電廠，目前全廠裝備4爐7機(jī)，總裝機(jī)容量為359MW，總可調(diào)出力為330MW。其中1號(hào)、2號(hào)機(jī)組為2O世紀(jì)9O年代末引進(jìn)德國(guó)西門子公司125MW等級(jí)的抽凝式供熱機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱新機(jī)組)；爐34／機(jī)21和爐35／機(jī)22為2O世紀(jì)7O年代末國(guó)產(chǎn)

3、5OMw等級(jí)背壓式高壓機(jī)組(簡(jiǎn)稱老機(jī)組)；9號(hào)機(jī)、0號(hào)機(jī)和11號(hào)機(jī)為低壓后置機(jī)組。作為一家熱電聯(lián)供的企業(yè)，除了發(fā)電上網(wǎng)外，還向周邊地區(qū)熱網(wǎng)用戶提供蒸汽。2實(shí)施“上大壓小、節(jié)能減排”的方案分析21老電廠面臨的新問題跨人21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)家實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)，在科學(xué)發(fā)展觀的統(tǒng)領(lǐng)下，隨著廠網(wǎng)分開、發(fā)電側(cè)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和電力體制改革的深入，尤其是發(fā)電企業(yè)在五大發(fā)電集團(tuán)重組整合后，老電廠面臨以下問題：(1)電力供需矛盾大幅度緩解

4、，發(fā)電企業(yè)的機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)和負(fù)荷率不斷下滑，主營(yíng)收入減少，利潤(rùn)空間被擠壓。(2)市場(chǎng)化燃煤定價(jià)機(jī)制已經(jīng)形成，火力發(fā)電企業(yè)作為能源利用和轉(zhuǎn)化的用能大戶首當(dāng)其沖，生產(chǎn)成本不斷上升，經(jīng)營(yíng)壓力突顯。(3)國(guó)家提出“十一五”期間節(jié)能降耗2O剛性指標(biāo)，對(duì)發(fā)電企業(yè)實(shí)行“上大壓小、節(jié)能減排”，逐步推行與世界標(biāo)準(zhǔn)相一致的環(huán)保指標(biāo)和扣罰，一48()一中小型機(jī)組、老電廠面臨虧損經(jīng)營(yíng)和被迫淘汰的境遇。22老電廠節(jié)能降耗分析221對(duì)外供熱量逐年減少楊樹浦發(fā)電廠

5、自1998年、1999年先后兩臺(tái)125MW機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，隨著廠周邊地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，熱用戶的關(guān)停和搬遷，全廠的供熱總量呈逐年萎縮，特別是近3年來(lái)，幾乎每年約減少2O。隨著該廠對(duì)外供熱量的減少，對(duì)新、老機(jī)組(總共600t／h)的額定設(shè)計(jì)供熱能力，帶來(lái)了不利影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：(1)全廠機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性下降，尤其是隨著該廠發(fā)電策略的調(diào)整和負(fù)荷轉(zhuǎn)移，1號(hào)、2號(hào)機(jī)組作為主力機(jī)組承擔(dān)了年內(nèi)大部分的時(shí)段發(fā)電、供熱任務(wù)，供熱不足造成這兩臺(tái)機(jī)組偏離

6、設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，熱電比下降，低壓缸排汽的冷源損失增大，汽機(jī)系統(tǒng)效率下降，供電(發(fā)電)煤耗上升，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性變差。(2)新機(jī)組在額定蒸發(fā)量(500t／h)下，供熱減少可以多發(fā)電，但該機(jī)組的額定期貨電量是按照額定供熱量(150t／h)下的發(fā)電出力(112MW)計(jì)算的，雖然供熱電廠是“以熱定電”，但在電網(wǎng)計(jì)劃、運(yùn)方、調(diào)度口子的“三公”原則下，電網(wǎng)核定的廠年度發(fā)電計(jì)劃往往提前完成，“迎峰度夏”結(jié)束后新機(jī)組被調(diào)停的壓力增加，年利用小時(shí)數(shù)降低。(3)該

7、廠區(qū)內(nèi)熱管網(wǎng)及廠外東、西、北3根熱網(wǎng)主管線均是直徑05m口徑的大管道，單根管道設(shè)計(jì)通流能力超過(guò)160t／h，而部分干線管道(如西線)一般流量已減到10t左右，同時(shí)供熱日維普資訊上海電力2007年第5期(1)300MW以上等級(jí)的發(fā)電機(jī)組，一般都采用2臺(tái)50容量的小汽輪機(jī)拖動(dòng)鍋爐給水泵。汽源采用汽輪機(jī)本體汽缸第四級(jí)抽汽，并有高壓汽源補(bǔ)充和切換功能，以實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷穩(wěn)定供汽。(2)200MW以下等級(jí)的發(fā)電機(jī)組，原設(shè)計(jì)鍋爐給水泵采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，往往

8、帶液力偶合器調(diào)速。但在近階段的200MW機(jī)組增容改造中，已有采用1100小汽輪機(jī)拖動(dòng)鍋爐給水泵的案例(如國(guó)電大同第二發(fā)電廠)，小汽輪機(jī)汽源用汽缸第四級(jí)抽汽，并有高壓蒸汽作為低負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充。(3)近年來(lái)，各大工業(yè)用汽輪機(jī)制造廠如杭州汽輪機(jī)廠、青島汽輪機(jī)廠，在引進(jìn)、消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，小汽輪機(jī)制造方面有了進(jìn)步，安全可靠、效率和純電調(diào)節(jié)的品質(zhì)等日漸成熟和提高。33新機(jī)組給水系統(tǒng)改進(jìn)的主要原則(1)給水泵組就地改造，即現(xiàn)有給水泵所在的0m層

9、位置不做更動(dòng)。(2)拆除1號(hào)機(jī)組兩臺(tái)100備用的給水泵電動(dòng)機(jī)中的一臺(tái)(選2號(hào)泵，因?yàn)榕牌拷?，改由小汽輪機(jī)直接變速拖動(dòng)給水泵，原液力偶合器也一并拆除。(3)小汽輪機(jī)采用供熱母管蒸汽，即以13MPa／310℃為小汽輪機(jī)主蒸汽，排汽向上，直接進(jìn)入凝汽器冷卻循環(huán)系統(tǒng)。(4)改造的那臺(tái)給水泵組的前置泵將新購(gòu)1臺(tái)200kW電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。(5)汽動(dòng)給水泵將作為主泵長(zhǎng)期運(yùn)行，電動(dòng)泵作為啟動(dòng)或事故備用，并希望通過(guò)試驗(yàn)?zāi)茏C實(shí)實(shí)現(xiàn)互為100真實(shí)備用，

10、即鍋爐滿負(fù)荷時(shí)能安全啟動(dòng)電動(dòng)泵并完成切換而不會(huì)造成電氣和汽包水位等保護(hù)動(dòng)作。(6)100～135MW等級(jí)機(jī)組，由使用供熱母管蒸汽的小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵，如能成功實(shí)施，將作為在役中小型機(jī)組提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力、提高能源綜合利用水平、節(jié)能降耗比較典型的案例，并對(duì)其他類型供熱機(jī)組也有借鑒意義。34新機(jī)組給水系統(tǒng)改進(jìn)的可行性分析1號(hào)機(jī)組給水泵小汽輪機(jī)改造由于涉及機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)的變更，在計(jì)算其經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能潛力和評(píng)估其投資回報(bào)上存在許多

11、誤區(qū)和非專業(yè)一482一的片面理解，在項(xiàng)目報(bào)批和實(shí)施過(guò)程前后，對(duì)這一系列問題逐步予以梳理和明確是十分必要的，這也是改造工程的難點(diǎn)和關(guān)鍵。341經(jīng)濟(jì)性計(jì)算模式的確定(1)根據(jù)1號(hào)機(jī)組給泵小汽輪機(jī)改造項(xiàng)目原則性熱力系統(tǒng)變更后的分析可知：首先，不論在何種工況下，機(jī)組的發(fā)電機(jī)功率N是由電網(wǎng)調(diào)度決定的，始終不變；而調(diào)整抽汽供熱流量G由熱用戶決定，必須假定不變；其次，主蒸汽流量G。由于小汽輪機(jī)增加供熱蒸汽而需要微增流量AG。，高壓缸和中壓缸通流蒸汽由

12、G。微增為G。AG。(忽略高壓缸一抽進(jìn)高壓加熱器流量的變化)，相對(duì)應(yīng)的高、中壓缸的功率也將由N微增為NAN，由于中壓缸排汽供熱多增加了小汽輪機(jī)的用汽G，低壓缸相應(yīng)流量減少了G(為簡(jiǎn)化問題，亦忽略低壓缸抽汽引起的流量變化)，低壓缸功率也將由N微減為N一AN，顯然N—NN。(2)為保持發(fā)電和供熱負(fù)荷不變，小汽輪機(jī)在熱力循環(huán)中新增用汽將導(dǎo)致主機(jī)多耗新蒸汽，也就是說(shuō)，發(fā)電煤耗將有所上升。342改造方案引申出的問題(1)主蒸汽微增后在高中壓缸內(nèi)的

13、多做功和多抽汽后，低壓缸少做的功是否對(duì)高、中、低壓缸的汽輪機(jī)效率、鍋爐效率等產(chǎn)生影響；(2)發(fā)電煤耗上升后，節(jié)約的廠用電上網(wǎng)后是否引起供電煤耗的下降；(3)小汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器是否會(huì)引起真空變化；(4)產(chǎn)生的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)如何定量精確計(jì)算；(5)對(duì)不同的機(jī)組負(fù)荷段，小汽輪機(jī)改造是否有利，或者在不同工況下改造后的經(jīng)濟(jì)性變化如何。343經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算公式在項(xiàng)目可行性研究中，為了能對(duì)比改造前后機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，該廠專業(yè)技術(shù)人員與上海交通大學(xué)、上海調(diào)試