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1、国产首台300MW供热机组电泵 改汽泵经济性对比分析 焦宝宏1 杨耀芳1 候钢剑2 张永波2 闫鹏3 ( 大唐洛阳热电厂 河南 洛阳 471039 ) 【摘要】大唐洛阳热电厂两台300MW供 热机组给水泵配置原为三台50%容量电动 给水泵，两运一备。为了节能减耗，增加 外供电量，将给水泵配置改造为两台50% 容量电动给水泵和一台100%容量的汽动 给水泵，改造完成后对采用汽动给水泵和 电动给水泵的技术经济性进行了对比分析 ，得出了采用汽动给水泵优于电动给水泵 的结论。 1、 概述 随着我国经济的快速增长，能源消耗也快速增长，我国 单位GDP能耗是发达国家数倍，为了实现经济可持续发 展，节能减耗
2、是当前社会的责任也是可持续发展的必要 条件。作为能源的消耗大户，我厂的节能减耗显的更加 重要。同时，随着“厂网分开，按能耗排序上网”的逐步 实施，节能降耗，为电厂的电价提供了极大的竞争力。 我厂2300MW供热机组自投运以来，厂用电率和单位 煤耗一直在同类机组中属于高厂用电率和高煤耗。同时 由于我厂所在地域上网条件受限，机组负荷一直在50% 到75%之间，年平均负荷不到70%，为了降低厂用电率 和单位煤耗，结合实际对给水泵进行了电泵改汽泵改造 ，并对两者在经济性和其它方面进行了对比分析。 2、电动调速给水泵与汽动调速给水泵工作原理 电动调速给水泵工作原理是定速电机-液力耦合器- 给水泵，给水泵
3、负荷变化通过液力耦合器调速来实现。 液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化 ，来传递电动机能量并改变输出转速的，电动机通过液 力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油加速， 被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把 能量传递到输出轴和负载。但定速电机仍由外部供电， 电动机仍全速运行。 汽动调速给水泵工作原理是汽轮机直接驱动给水泵，给 水泵负荷变化通过汽轮机转速变化来实现。给水泵汽轮 机是通过控制进汽量来改变转速及改变给水泵负载。 3 电动调速给水泵与汽动调速给水泵的节能比较 3.1 功率损耗的原因 电动调速给水泵除电动机本身功率损耗外，液力耦合器也存在功率 损耗，且其损耗可
4、能达到5%左右，低负荷时更高。由于泵的流量 与转速一次方成正比，因此当机组负荷降低时，给水泵的转速就会 下降；液力耦合器的效率基本上随输出转速成正比降低，当输出转 速降低时（机组负荷降低时），液力耦合器的效率下降的很快。 汽动调速给水泵功耗损失是汽水热耗损失，其损耗客观上讲是相对 大机。采用驱动汽动给水泵的蒸汽是从主机的中压缸抽出的，因为 主机的低压缸效率一般都很高（就我厂来说，实测平均效率 91.66%），而给水泵汽轮机的效率相对较低（本次改造采用的给 水泵汽轮机效率为83.2%），另外还有管路损失，因此同主机相比 ，同量同品质的蒸汽所转换出来的电量要比主机少。 32 节能计算比较 321热
5、平衡方法计算 计算依据如下： 主机厂电泵驱动和汽泵驱动时的热平衡图 电泵耗电功率采用电厂运行一年所占厂用电率的实测值2.7% 锅炉效率、管道效率按相同数值 年运行按5000小时计算 计算出电泵和汽泵的结果如下： 序号 工况项目 单位 额定纯凝THA 工况（电泵） 额定纯凝THA 工况（汽泵） 1每小时总发电 功率kWkW300000 300000 2主蒸汽进汽量Kg/h874450 889780 3每小时凝汽器排汽量t/h558.14569.88 4煤低位热值kJ/kgkJ/kg19650 19650 5总热耗率kJ/kWhkJ/kWh7682.407838.30 6锅炉的效率炉 %92.61
6、92.61 7管道效率管%9797 8供电标准煤耗率g/kWhg/kWh318.75317.17 9综合厂用电率 %9.10 6.40 10每小时对外供电量kW272700280800 11机组运行小时数 h50005000 12采用汽泵降低供电煤耗g/kWh1.581.58 13采用汽泵每年多发电 量 kW.h4050000040500000 根据表中的数据可以看出，采用汽动给水泵驱动，额定负荷下煤耗降低了1.58 g/kWh，同时每小时多供电8100kW.h，按每度电0.1元的利润计算，一年的利润约 为400多万，经济效益非常可观。 322效率估算法 计算公式如下： 采用电泵驱动电泵igt
7、mfee 汽泵驱动汽泵ipie 计算结果如下： 主机负荷100%85%75%60% 电动给 水泵79.45%66.90%60.24%48.53% 汽动给水泵73.38%71.88%70.82%67.03% 根据上表可以看出，随负荷在100%60%时，对给水泵汽轮机做功部分的蒸汽利用效 率用 汽泵时逐步提高。说明低负荷时汽泵的经济性更高。100%负荷计算出来的结果采用 电泵高，是因为首先考虑进汽量一致，此时采用电泵相当于主机已超过额定负荷运行,而 汽泵运行在额定工况下。 323实测节能比较 5号机电动给水泵改汽动给水泵后在不同负荷下厂用电率对比结果如下表（河南电力试验 研究院及本厂日报指标）：
8、机组负 荷100%负荷90%负荷80%负荷 300MW270MW240MW 汽泵运行时的厂用电率 5.82%6.36%6.52% 电泵 运行时的厂用电率 8.29%9.82%10.5% 汽泵与电泵 相比厂用电下降 2.47%3.46%3.98% 根据汽动给水泵改造后的热力性能试验结果分析，改造后相同电功率条件下， 机组厂用电率大幅下降，下降幅度如上表所示，仅此一项全年可增加上网电量 3705万千瓦时（100%负荷）。仅此可以看出，30万供热机组采用汽泵比电泵经 济性要高。 注：上表数据100%负荷是摘录河南电力试验研究院为我厂5号机B级检修后做的热 力试验报告提供的数据； 90%负荷、80%负
9、荷为本厂2007年12月份的机组实际运 行日报指标。 4 电动调速给水泵与汽动调速给水泵的其它方面比较 41 运行可靠性与检修维护 与半容量电动给水泵相比，汽动泵自动化程度较高，操作相对简单， 运行稳定在运行启动过程中， 汽动泵升速速率采用程序控制， 有效的 避免了电动泵瞬间启动对泵各部件的不良影响。 42机组冷热态启动 由于我厂有厂用辅助蒸汽汽源，可以采用汽动给水泵进行启动，采 用汽动给水泵启动，一次节约47万度电（数据摘自300MW机组降耗导 则：冷态启动7万度，热态启动4万度）。我厂改造后第一次温态用汽泵 启动实际统计节约用电为4.4万度，仍按每度电0.1元 （ 实际应在0.1 0.39
10、2元间取值）的利润计算，仅改造后的第一次温态启动就节约至少 0.44万元。 43 投资与回报 根据本次改造做的可研报告投资效益分析，在现有电价和煤价的基础上， 改造投资的回收年限分别为额定工况下2年和供热工况下4.5年，投资效 益非常可观。 5 电动给水泵改汽动给水泵过程中值得借鉴的几点建议 5.1 小汽轮机的定速转速设置不宜过高，过高将无法满足低负荷时锅 炉汽包供水要求。 5.2 取消高压备用汽源系统，增加辅助蒸汽汽源系统，以降低费用和 满足汽泵启动需要。 5.3 汽动给水泵组油系统配置在线专用油净化装置；为了减少机组非 计划停运，给水泵汽轮机控制油易采用独立的油系统。 5.4 对于需要进行
11、盘车的小汽轮机，应采用高速盘车，确保在最低盘 车转速下，满足给水泵机械密封水自循环的要求。 5.5 改造时考虑适当的凝汽器冷却面积的富裕量。 5.6 由于是改造工程，改造过程中每个设备都要根据现场情况考虑设 备的外形尺寸、接口位置及安装的难易程度。 5.7 给水泵汽轮机的选型和安装位置应根据现场实际情况进行比较分 析，方便安装和检修；给水泵应尽量选用效率高的机型，提高改 造的经济性。 5.8 如果考虑采用辅助蒸汽作为启动汽源，事先应调研辅助汽源母管 的富裕量与小机启动用汽量能够匹配，不能满足要求时同时考虑 辅助汽源的改造。 5.9 小机运行中突然跳闸，备用电动给水泵的启动方式应在改造前考 虑充分。
