牛继红

第２４卷第２期

２０１２年２月

能 泺 技 术 锯 济

Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ

ＶｏＩ．２４ ＮＯ ２

２０１Ｆｅｂ ２ 节能与环保 胃Ｅ＿１ 侏

文章编号：１６７４—８４４１ｆ２０１２）０２—００４３—０３

俞利锋

（浙江胜利热电有限公司，浙江绍兴３１２０００）

摘要：为减少厂用电的消耗，需要对电耗较大的电动给水泵实施节能改造。通过不同驱动方式的用

能及投资效益的分析，寻找节能和投资的最佳方式，使企业做到少投入、多收益。经过分析比较确定

使用汽动给水泵替换电耗较高的电动给水泵，改造后的运行结果证明，改造达到了预期的效果。

关键词：热电厂；锅炉；汽动给水泵；电动给水泵；变频电动泵；节能

中图分类号：ＴＫ０１＋８；ＴＫ２２３．５＋２ 文献标志码：Ｂ

Ｅｆｆｅｃｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｎｅｒｇｙ－Ｓａｖｉｎｇ Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｏｉｌｅｒ Ｆｅｅｄ

Ｗａｔｅｒ Ｐｕｍｐ ｏｆｔｈｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ

ＹＵ Ｌｉｆｅｎｇ

（Ｚｈ＠ａｎｇ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ ３ １２０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｅｅｄ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｎｏｖａｔｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｐｏｗｅｒ乡村的作文 ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ

ｏｆ ａ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｒｅｔｕｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｅｄ

ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｒｉｖｅｓ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ，ｔｈａｔ

ｔｈｅ ｓｔｅａｍ—ｄｒｉｖｅｎ ｆｅｅｄ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｕｍｐ．Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｕｃｈ

ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｒｅａｃｈｅｄ ａｓ ｅｘｐｅｃｔｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｂｏｉｌｅｒ义务兵军衔 ；ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｆｅｅｄ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｅｅｄ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ；ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｕｍｐ；ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ

０引言

为合理利用能源以及保护环境，各国政府积极

采取应对措施，号召企业节约用能，提高生产效益，

向低碳经济发展。要做到经济与资源、环境的协调发

展，改造设备、降低能耗，才是行之有效的手段『ｌ＿ 。

在热电厂中存在着一些能耗较高的辅助设备，对此

类设备需要进行节能改造，目的在于提高能源的利

用率，降低企业的生产成本ｌ１３ ｑ。本文以某热电企业

为例，对锅炉给水泵改造的必要性、可行性以及改

造所取得的效果进行分析。

收稿日期：２０１１一ｌ１一ｌ２

１节能改造的必要性

某热电企业有３台３５ ｔ／ｈ循环流化床锅炉，配备

４台２２０ ｋＷ电动给水泵为锅炉提供给水，利用１

台６ ０００ ｋＷ背压机组和１台３ ０００ ｋｗ背压机组供

热，以满足用户用热的需要，还有ｉ台减温减压器

作为备用，一般只需运行２台电动给水泵就能保证

锅炉的正常供水。这样的配置和运行方式导致综合

厂用电率很高，平均为１６％左右。由于电动给水泵

是工频电机直接驱动，故不能改变给水泵的转速，

当供热负荷偏小时，使得管道内的给水压力较高，

节能与环保 能 泺 技 木 缠 济 第２４卷

还会影响水泵、阀门等设备的使用寿命。为降低综

合厂用电率，并在一定程度上延长设备的使用寿命，

企业有必要对设备进行节能改造。

２节能改造的可行性

为对锅炉给水泵实施节能改造，需要进行可行

性分析。下面就３种驱动方式给水泵的用能方式和

投资效益进行具体分析。

２．１ ３种驱动方式的用能分析

２．１．１用能原理分析

为分析方便，把１二频电机直接驱动给水泵称为

电动给水泵；用变频器改变电机频率驱动给水泵称

为变频电动泵；用小汽轮机驱动给水泵简称为汽动

给水泵。电动给水泵就是将热能转化为电能，再将

电能转化为机械能的过程；变频电动泵也是将热能

转化为电能，再将电能转化机械能，所不同的是通

过改变频率，在满足为锅炉提供给水的同时，减少

了电能转化为机械能的量；而汽动给水泵是通过对

蒸汽热能的梯级利用，直接将热能转化为机械能，

再通过控制小汽轮机的进汽量来改变给水泵的出力，

并且其排汽的热量还可以为除氧器所利用。从用能

的原理可知，汽动给水泵是能源转换最直接的方式。

２．１．２能耗分析比较

除了从用能的原理进行可行性分析外，下面还

需要进一步对电动给水泵、变频电动泵和汽动给水

泵从能耗的角度进行具体分析。分析条件是：①采

用２台２２０ ｋＷ的给水泵；②文中的压力指绝对压

力；③变频器按４４０ ｋＶＡ，小汽轮机羽毛球双打比赛规则 的功率按４４０

ｋＷ考虑。

当利用２台额定功率为２２０ ｋＷ的电动给水泵为

锅炉提供温度１０４ ｏＣ、流量为８６ｔ／ｈ的给水时，给水

压力保持在７．５ ＭＰａ，耗电量为３５０ ｋＷ・ｈ／ｈ。

如果采用１台额定容量为４４０ ｋＶＡ变频器改变

给水泵的频率，提供上述同样温度和流量的锅炉给

水。所不同是锅炉给水的实际压力并不需要７．５

ＭＰａ，可以减小给水泵出口的压力，当锅炉给水压力

降到６．９ ＭＰａ时，每小时的耗电量为２５０ ｋＷ・ｈ。

如果采用１台功率为４４０ ｋＷ小汽轮机驱动给水

泵，也提供上述同样温度和流量的锅炉给水，也保

持锅炉给水压力为６．９ ＭＰａ。由于小汽轮机本身的特

性，决定其排出的尾汽仍可以作为除氧器除氧加热

使用。从能量梯级利用角度，可以把小汽轮机、给

水泵和除氧器作为一个能源利用的组合单元。因此

对汽动给水泵能耗分析，就只要对汽动给水泵与电

动给水泵的能耗分析比较。为分析方便，把小汽轮

机、给水泵和除氧器作为组合Ａ，把电动机、给水

泵和除氧器作为组合Ｂ。除氧器达到水汽平衡，在工

况变动允许范围内，小汽轮机的排汽可以全部被除

氧器利用。经穿过你的黑发我的手 过测算，组合Ａ耗汽量为５．７ ，组

合Ｂ耗电３５０ ｋＷ・ｈ／ｈ、耗汽５．４ ｔｍ，详细能耗比较

如表１所示。

表１组合Ａ与组合Ｂ的能耗比较

组合分类 组合Ａ 组合Ｂ

组合对象

蒸汽压力／ＭＰａ

蒸汽温度／￣Ｃ

消耗蒸汽／（ｔ・ｈ。１

耗电／（ｋＷ・ｈ・ｈ。）

小汽轮机、给水泵、 工频电动机、给水

除氧器 泵、除氧器

５．７

０

５．４

３５０

经过以上的能耗比较，得出组合Ａ比组合Ｂ少

耗电３５０ ｋＷ・ｈ／ｈ而多耗汽０．３ ｔ／ｈ。可知多耗的０．３

ｔ／Ｉ１的蒸汽相当于汽动给水泵所耗的能量。在热负荷

不改变的条件下，这些多耗的蒸汽量只能通过改变

机组的负荷得到。假定让压力为５．０ ＭＰａ、温度为

４４０ 的０．３ ｔ／ｈ过热蒸汽通过做功，得到压力为０．７

ＭＰａ、温度为２５５℃的过热蒸汽，按照理论计算，忽

略热量损失则可发电约２８ ｋＷ・ｈ／ｈ，但要多产生０．３

ｆ／ｈ该工况的锅炉蒸汽就要多消耗相应数量的煤，另

外辅机要多耗电约３ ｋＷ・ｈ／ｈ。资料表明，循环流化

床锅炉的热效率为８５％以上 。这些多增加的煤耗

以循环流化床锅炉８６％的热效率、锅炉给水＿Ｔ况压

力７．５ ＭＰａ、给水温度１４０ 为条件，需要消耗标煤

０．０３８ ｔ／ｈ。以组合Ｂ的生产运行状况不变为前提，经

过折算相当于汽动给水泵消耗标煤０．０３８ ｔ／ｈ，提供电

量２５ ｋＷ・ｈ／ｈ。

为了分析问题有一个基准点，把多耗的０．０３８ ｔ／ｈ

标煤用火力发电的供电煤耗进行折算。一些资料显

示，２０１０年全国６ ０００ ｋＷ及以上火电机组平均供电 豆乳盒子

标准煤耗为３３３ ｒｄ（ｋＷ・ｈ）。以此为依据将０．０３８ ｔ／ｈ标

第２期 俞利锋：热电厂锅炉给水泵节能改造效果分析 节能与环保

煤折算成电量为１１４ ｋＷ・ｈ／ｈ，扣除汽动给水泵多用

部分过热蒸汽所发出的电量２５ ｋＷ・ｈ／ｈ，相当于汽动

给水泵耗电８９ ｋＷ・ｈ。

三者横向比较结果如表２所示。

表２ ３种方式的锅炉给水用能比较

２．２改造方案的综合效益分析

为对企业设备的改造有一个可以衡量的经济性

指标，需要对投资效益进行分析。如果将２台２２０

ｋＷ的电动给水泵加装２台２２０ ｋＶＡ国产变频器，通

过改变频率调节锅炉给水以降低厂用电的消耗，预

计投资成本为３Ｏ万元，该方案的缺点是在雷雨季

节，低压变频器的误动机率很大，影响电力生产的

安全；为了提高电力生产的安全性，将其改成１台

容量为４４０ ｋＶＡ的高压变频给水泵，误动机率明显

下降，由于给水泵和电机都需更换，再加上配套辅

助设备等费用，预计投资成本为９０万元，投资成本

明显偏高。

如果将２台电动给水泵改造成２台２２０ ｋｗ的汽

动给水泵，由于运行方式不同，除了锅炉给水泵可

用，其余设备都需更换，加上安装费用等，预计投

资成本为３４万元。为简化运行方式以及节省投资成

本，经过论证，将其改成１台４４０ ｋＷ的汽动给水泵

运行，预计投资成本为３２万元。

从以上２种给水泵改造的投资看，汽动给水泵

节省厂用电率较高，并且投资较少，具有一定的优

势，因此选用汽动给水泵代替原电动给水泵。

由于热电厂的运行方式是以热定电，设备年利

用小时数按７ ２００ ｈ计，电价按０．５６３ ４元／（ｋＷ・ｈ）

计，给水泵改造的效益分析见表３。

表３汽动给水泵的投资效益分析

３改造后的实际效果

结合节能改造的效果分析，将２台２２０ ｋＷ电动

给水泵改造成１台型号为Ｂ０．４—０．７／０．２、额定功率为

４００ ｋＷ、进汽压力和温度分别为０．７ ＭＰａ、２７０℃，

排汽压力为０．２ ＭＰａ的小汽轮机，驱动型号为

ＤＧ８５—８０ Ｘ １０、流量为１１０ ｍ３／ｈ、扬程为７８０ Ｉｎ、功

率为３３３．８ ｋＷ、效率为７０％的给水泵，合计投资成

本为３０万元（由于２台２２０ ｋＷ的电动给水泵改为１

台４４０ ｋＷ的汽动给水泵运行，其设备的容量显得相

对富裕，在满足锅炉实际供水要求的条件下，最后

将其改成为４００ ｋＷ的汽动给水泵）。改造后对其负

荷适应性进行试验，当锅炉供水≥５０ ｔ／｝１时，其小汽

轮机的尾汽完全可以被除氧器吸收利用，并且可以

满足供热负荷的要求，汽动给水泵运行稳定，安全

可靠。

经过６个月的运行统计数据表明，与原２台２２０

ｋＷ的电动给水泵相比，综合厂用电率下降了约

３．０％，扣除汽动给水泵折算的电量，相当于为企业

节电约１０６．２万ｋｗ－ｈ，以热电行业上网电价０．５６３ ４

元／（ｋＷ・ｈ）计算，为公司带来直接经济效益约５９．８３

万元。所需改造的投资只需３．０１个月即可收回，具

有明显的节能效果和经济效益。

４结语

热电机组的给水泵是厂用电消耗较多的设备，

为了降低热电厂的厂用电率，达到节能降耗的目的，

必须对给水泵进行改造。从改造后的运行效果看，

达到了安全稳定运行的要求，并且还可以节省厂用

电，为企业带来很好的经济效益。

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邢薇（１９８６一），女，吉林白城人，硕士研究生，主要研究方向为

电厂节能减排和电力市场。Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｉｎｇｗｅｉ０６０６＠１６３．ｔｏｍ

丁乐群（１９４７一），男，吉林省吉林市人，教授，博导，主要从事电

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俞利锋（１９７６一），男，浙江绍兴人，工程师，主要从事生产管理和

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（责 编／李秀平）