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

2、進原則、可行性論證、熱力和經(jīng)濟性計算結果，以及取得的節(jié)能效果。關鍵詞：節(jié)能降耗；小汽輪機改造；給水系統(tǒng)；經(jīng)濟性計算；供電煤耗中圖分類號：TM6214文獻標識碼：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，總裝機容量為359MW，總可調(diào)出力為330MW。其中1號、2號機組為2O世紀9O年代末引進德國西門子公司125MW等級的抽凝式供熱機組(以下簡稱新機組)；爐34／機21和爐35／機22為2O世紀7O年代末國產(chǎn)

3、5OMw等級背壓式高壓機組(簡稱老機組)；9號機、0號機和11號機為低壓后置機組。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世紀以來，國家實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和構建社會主義和諧社會，在科學發(fā)展觀的統(tǒng)領下，隨著廠網(wǎng)分開、發(fā)電側(cè)引入競爭機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)的機組年利用小時數(shù)和負荷率不斷下滑，主營收入減少，利潤空間被擠壓。(2)市場化燃煤定價機制已經(jīng)形成，火力發(fā)電企業(yè)作為能源利用和轉(zhuǎn)化的用能大戶首當其沖，生產(chǎn)成本不斷上升，經(jīng)營壓力突顯。(3)國家提出“十一五”期間節(jié)能降耗2O剛性指標，對發(fā)電企業(yè)實行“上大壓小、節(jié)能減排”，逐步推行與世界標準相一致的環(huán)保指標和扣罰，一48()一中小型機組、老電廠面臨虧損經(jīng)營和被迫淘汰的境遇。22老電廠節(jié)能降耗分析221對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125MW機組投產(chǎn)以來，隨著廠周邊地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，熱用戶的關停和搬遷，全廠的供熱總量呈逐年萎縮，特別是近3年來，幾乎每年約減少2O。隨著該廠對外供熱量的減少，對新、老機組(總共600t／h)的額定設計供熱能力，帶來了不利影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：(1)全廠機組的經(jīng)濟性下降，尤其是隨著該廠發(fā)電策略的調(diào)整和負荷轉(zhuǎn)移，1號、2號機組作為主力機組承擔了年內(nèi)大部分的時段發(fā)電、供熱任務，供熱不足造成這兩臺機組偏離

6、設計工況運行，熱電比下降，低壓缸排汽的冷源損失增大，汽機系統(tǒng)效率下降，供電(發(fā)電)煤耗上升，技術經(jīng)濟性變差。(2)新機組在額定蒸發(fā)量(500t／h)下，供熱減少可以多發(fā)電，但該機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)計算的，雖然供熱電廠是“以熱定電”，但在電網(wǎng)計劃、運方、調(diào)度口子的“三公”原則下，電網(wǎng)核定的廠年度發(fā)電計劃往往提前完成，“迎峰度夏”結束后新機組被調(diào)停的壓力增加，年利用小時數(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，單根管道設計通流能力超過160t／h，而部分干線管道(如西線)一般流量已減到10t左右，同時供熱日維普資訊上海電力2007年第5期(1)300MW以上等級的發(fā)電機組，一般都采用2臺50容量的小汽輪機拖動鍋爐給水泵。汽源采用汽輪機本體汽缸第四級抽汽，并有高壓汽源補充和切換功能，以實現(xiàn)低負荷穩(wěn)定供汽。(2)200MW以下等級的發(fā)電機組，原設計鍋爐給水泵采用電動機拖動，往往

8、帶液力偶合器調(diào)速。但在近階段的200MW機組增容改造中，已有采用1100小汽輪機拖動鍋爐給水泵的案例(如國電大同第二發(fā)電廠)，小汽輪機汽源用汽缸第四級抽汽，并有高壓蒸汽作為低負荷時補充。(3)近年來，各大工業(yè)用汽輪機制造廠如杭州汽輪機廠、青島汽輪機廠，在引進、消化國外先進技術的基礎上，小汽輪機制造方面有了進步，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新機組給水系統(tǒng)改進的主要原則(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。(2)拆除1號機組兩臺100備用的給水泵電動機中的一臺(選2號泵，因為排汽靠近凝汽器)，改由小汽輪機直接變速拖動給水泵，原液力偶合器也一并拆除。(3)小汽輪機采用供熱母管蒸汽，即以13MPa／310℃為小汽輪機主蒸汽，排汽向上，直接進入凝汽器冷卻循環(huán)系統(tǒng)。(4)改造的那臺給水泵組的前置泵將新購1臺200kW電動機拖動。(5)汽動給水泵將作為主泵長期運行，電動泵作為啟動或事故備用，并希望通過試驗能證實實現(xiàn)互為100真實備用，

10、即鍋爐滿負荷時能安全啟動電動泵并完成切換而不會造成電氣和汽包水位等保護動作。(6)100～135MW等級機組，由使用供熱母管蒸汽的小汽輪機驅(qū)動給水泵，如能成功實施，將作為在役中小型機組提高技術經(jīng)濟性和市場競爭能力、提高能源綜合利用水平、節(jié)能降耗比較典型的案例，并對其他類型供熱機組也有借鑒意義。34新機組給水系統(tǒng)改進的可行性分析1號機組給水泵小汽輪機改造由于涉及機組的原則性熱力系統(tǒng)的變更，在計算其經(jīng)濟性、節(jié)能潛力和評估其投資回報上存在許多

11、誤區(qū)和非專業(yè)一482一的片面理解，在項目報批和實施過程前后，對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和關鍵。341經(jīng)濟性計算模式的確定(1)根據(jù)1號機組給泵小汽輪機改造項目原則性熱力系統(tǒng)變更后的分析可知：首先，不論在何種工況下，機組的發(fā)電機功率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。(忽略高壓缸一抽進高壓加熱器流量的變化)，相對應的高、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的用汽G，低壓缸相應流量減少了G(為簡化問題，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)電和供熱負荷不變，小汽輪機在熱力循環(huán)中新增用汽將導致主機多耗新蒸汽，也就是說，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高、中、低壓缸的汽輪機效率、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)小汽輪機排汽進入凝汽器是否會引起真空變化；(4)產(chǎn)生的經(jīng)營利潤如何定量精確計算；(5)對不同的機組負荷段，小汽輪機改造是否有利，或者在不同工況下改造后的經(jīng)濟性變化如何。343經(jīng)濟性指標計算公式在項目可行性研究中，為了能對比改造前后機組的經(jīng)濟性，該廠專業(yè)技術人員與上海交通大學、上海調(diào)試