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热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析

发布日期: 2018-07-26
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近年来,世界能源紧张,我国也备受影响,自2003年开始,我国煤、电、油、运全面紧张制约着国民经济发展和人民生活的提高。尤其是近年来煤、油价格飚升,使热电厂的热电成本大增,而上网电价,热价增长有限,使热电企业的利润空间越来越小,甚至造成亏损,难以维继。为了拓展生存空间,除了政府政策支撑改善外部环境外,主要靠热电企业本身“降本增利”进行“节能改造”,增加热负荷,降低消耗,提高效益、扭亏为盈的策略。其中行之有效的一项节能技改是改电动给水泵为汽动给水泵。

热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析

一、给水泵拖动方式
      锅炉给水泵的拖动方式,一般分电动机与汽轮机二种拖动方式。电动机多采用交流电动机,所以给水泵的转速是定速的,锅炉给水调节经过“节流”调节。但电动机操作方便、灵活、占地小,而汽轮机拖动,它有蒸汽管路和操作阀件,运行较麻烦,占地也大,但可变速运行,无“节流”损失。所以,中小热电厂,在电网联接时(上网)一般都采用电动方式,只有孤立热电厂(无电网时)、首期工程,为了首次启动、锅炉上水,必须有一台启动锅炉和配一台蒸汽轮机拖动的给水泵,便于第一次启动用。


       电动给水泵耗用的是电厂的发电量(厂用电),是主机从煤经过一系列能量转换而成的,而汽动给水泵是消耗的蒸汽的热能,是由煤经锅炉转换成主蒸汽做功后或不做功入给水泵小汽轮机直接拖动给水泵。也就是说给水泵小汽轮机的拖动蒸汽有二种可能,一种是锅炉的新汽,一种是入主汽轮机后,作了部分功的抽汽。后者是实现了能源的梯级利用,增加了抽汽量。其排汽有二,一为排入回热系统的除氧器,作为回热用,另为排入供热系统作为供热量的一部分,因此热电厂给水泵汽轮机是背压机组,没有冷源损失,能效很高。


二、利用多余新汽拖动锅炉给水泵
 1 、基本机理

      在电力供应紧缺的情况下,中小热电厂锅炉容量有多余时,用新汽拖动汽动给水泵,排汽并入外供热网,减少主汽轮机的外供抽汽,同时减少厂用电,增加外供电量。在外供热电负荷相同时,这种方法不节能,但上网电量增多,增加电厂的经济效益。

热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析

2 、改造实例
 (1 )某开发区热电厂概况
    设计规模:3 ×75t/h 中温中压CFB 锅炉,2 ×C12-3.43/0.98 抽凝机组。2002年底采暖期负荷100t/h,非采暖期75t/h.

    采用常规设计三台锅炉配四台电动给水泵,一台备用,三台运行。给水泵型号DG85-67 ×9 ,Q=85m3/h,P=6.03MPa ,电动机YKK355-2,N=250KW.在采暖期运行时,按汽轮机外供汽100t/h,发电功率24MW计算,汽轮机进汽量190t/h. 三台炉总产汽量225t/h,富余蒸汽35t/h ,在非采暖期多余汽量更多。


根据新汽多余量和给水量要求,选用两台汽动给水泵,小背压机做功后的排汽与汽轮机0.98MPa 供热抽汽汇合后外供。由于小背压机补充了一部分外供汽,从而减少了C12 机组的抽汽量。


(2 )汽动给水泵汽轮机主要参数型号:B0.25-3.5/0.98 额定功率:250KW 进汽压力:3.5MPa  进汽温度:450 ℃  进汽量:7t/h  排汽压力:0.98MPa  排汽温度:330 ℃ 排汽焓值:3176Kj/kg  额定转速:3000rpm


热电厂改用汽动给水泵的经济效益分析

(3 )技术经济分析
         给水泵驱动方式由电动改汽动时,在冬季采暖期外供热量100t/h,发电功率24MW. 回热系统:一级高加,用供热抽汽0.98MPa 、311 ℃加热,给水温度150℃;一级大气式除氧器,由0.25MPa 、183 ℃抽汽加热至104 ℃;一级低加由低压抽汽0.07MPa 、111 ℃加热,出水温度电动与汽动方案分别为60.2℃、64.2℃。


经热力计算得出如下表1.

    表1 主要技术经济计算结果项目电动给水泵系统汽动给水泵系统

锅炉产汽量(t/h)外供汽量(t/h)汽轮机进汽量(t/h)发电机发电功率(KW) 汽动给水泵进气量(t/h )给水泵电动机功率(KW)
    190 194100190 1802400014500 

  从表1 可见,在外供汽量和发电功率相同的情况下,采用两台汽水泵后,节省电动机功率500KW.但锅炉产汽量增加4t/h,两台汽动给水泵500KW 全年节电为[ 设备年运行小时7000,上网电价0.46元/KWh]

    S=500 ×700 ×0.46=161×104 元。

    每年锅炉多耗煤支出生产运营费用为(当地标煤价420 元/t)

    3.98MPa ,450 ℃,;ηgl=0.88 ; gs =628kj/kg.

    S1=[(194-190 )×(3394-628)×7000/0.88/29308]×420=122 ×104 元

    扣除增加燃料费则每年增收效益为
    △S=S -S1=161-122=39万元

    设备价格投资每台8 万元,两台汽动给水泵配套的管道及阀门费用约15万元,增加设备投资为
   S2=[(2 ×50+15 )2 ×8]×104=99×104 元

    将电动给水泵与汽动给水泵投资费用进行比较,增额的静态投资回收期为:
    TY=99/39=2.54 年。

      足见,利用富余新汽,采用汽动给水泵拖动,经济效益是显著的,经过两年半后即可回收投资。往后每年可为热电企业增益39万元。从表1 中看出,在发电量,供热量不变情况下,锅炉产汽量增加了4t/h,也就是说冷源损失增加约4t/h,发电煤耗略有增加而已,所以有经济效益,并无节能效益。

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