電廠給水泵節(jié)能改造分析

郭瑞

（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力系，山西 太原 30001）

電廠給水泵節(jié)能改造分析

郭瑞

（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力系，山西 太原 30001）

社會發(fā)展對能源的需求量逐漸增加，需要相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)注重對能源的合理利用，通過合理的手段，使資源發(fā)揮最大效益。其中煤炭資源和天然氣能源已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的匱乏現(xiàn)象，而電廠在生產(chǎn)時需要大量的煤炭資源，為此，需要對電廠給水泵進行節(jié)能改造。文中通過分析鍋爐給水泵節(jié)能改造的必要性，來進一步探討節(jié)能改造的可行性措施。

給水泵；節(jié)能改造；資源；能源利用

隨著生產(chǎn)活動的規(guī)模不斷擴大，使部分資源出現(xiàn)緊缺現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象，相關(guān)學(xué)者提出通過對生產(chǎn)技術(shù)進行改造來實現(xiàn)資源的最大利用率，從而減少資源浪費。電廠的生產(chǎn)活動中對能源的影響不可忽視，為此我們以某個電廠的生產(chǎn)為例，探討其給水泵節(jié)能改造的對策。

1 電廠鍋爐給水泵節(jié)能改造的必要性

1.1 提高鍋爐給水泵的使用壽命

鍋爐的使用在工業(yè)生產(chǎn)和住宅供暖中都發(fā)揮著重大作用。鍋爐的作用是將自然資源轉(zhuǎn)化成熱能來推動相關(guān)企業(yè)的發(fā)展，鍋爐為生產(chǎn)帶來的熱能是通過給水泵實現(xiàn)對高溫和低溫的鍋爐水進行交換，以此為生產(chǎn)活動提供生產(chǎn)必備的能源。在給水泵的使用過程中很容易受到水中雜質(zhì)的腐蝕，如果沒有定期做好維護會對給水泵的性能造成影響，使用壽命也會隨之降低。在對其進行改造之后，其性能和抗腐蝕能力都會有所提高，為生產(chǎn)活動增加效率，并且也可以在很大程度上延長給水泵的使用壽命。

1.2 提高能源的利用率

電廠供熱企業(yè)經(jīng)過漫長的發(fā)展過程，已經(jīng)在技術(shù)上有了很大提升，但在能源利用和廢氣排放的工作中還存在不足之處。當(dāng)前，我國較為注重節(jié)能減排對環(huán)境的影響作用。為此，需要相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)在節(jié)能減排工作中有所投入，爭取通過技術(shù)改造提高能源利用率，并且減少廢氣排放對環(huán)境的影響。通過對給水泵進行改造，不僅可以提高資源的利用率，還可以為減少企業(yè)的成本投入，實現(xiàn)利益的最大化發(fā)展。

2 節(jié)能改造的可行性

2.1 三種驅(qū)動方式的用能分析

用能原理分析。通常我們將工頻電機直接驅(qū)動的給水泵叫做電動給水泵，將采用變頻器達到改變電機頻率的給水泵叫做變頻電動泵，將采用小汽輪機進行驅(qū)動的給水泵叫做汽動給水泵。其中電動給水泵的工作原理是將熱能置換成電能，再通過電能置換成機械能；變頻電動泵在工作原理上與電動給水泵相同，都是通過熱能與電能的轉(zhuǎn)化得到機械能，不同之處是變頻電動泵是利用頻率的調(diào)節(jié)，來為鍋爐提供給水，從而減少置換機械能的幾率；汽動給水泵可以通過蒸汽將熱能直接置換成機械能，同時可以采用小汽輪機對進汽量進行控制，其所產(chǎn)生的氣體還可以在其他操作中得以應(yīng)用。從原理上分析，汽動給水泵是最為直觀的能源置換方式。

耗能量分析。在原理分析之后我們對三種驅(qū)動方式的能耗進行逐個分析。采用的分析方法是利用兩臺220kW的給水泵對電動給水泵、變頻電動泵和汽動給水泵在相同的環(huán)境下使用的能耗進行對比，旨在找出最佳的改造方式。我們將條件設(shè)定為為鍋爐提供溫度140℃、流量為86t/h的給水量，將壓力設(shè)置為7．5MPa，此時，采用兩臺功率為220kW的電動給水泵進行相關(guān)操作，得出的耗電量為350kW·h。

在使用一臺容量為440kVA變頻器為給水泵改變頻率時，為給水泵鍋爐提供140℃的溫度、86t/h的給水量。與電動給水泵的不同之處是，在容量為440kVA變頻器的作用下，鍋爐給水的實際壓力不需要達到7．5MPa，變頻電動泵的優(yōu)勢是可以降低給水泵的出口壓力，在給水壓力為6．9MPa時，得出的耗電量為250kW·h。

使用功率為440kW的小汽輪機驅(qū)動給水泵，同時將鍋爐的給水壓力確定為6．9MPa，將小汽輪機與給水泵和除氧設(shè)備進行組合定為A組，將電動機與給水泵和除氧器進行組合定為B組。通常情況下除氧器需要達到水汽平衡的狀態(tài)，而小汽輪機所產(chǎn)生的排氣可以全部提供給除氧設(shè)備進行利用。通過一系列操作之后測試出A組的耗汽量為5．7t/h，B組的耗電量為350kW·h、耗汽為5．4t/h。經(jīng)對比可以發(fā)現(xiàn)，A組相對于B組耗電量較少，而耗汽量較多，分別為少耗電350kW·h、多耗汽0．3t/h。而多出的耗汽量為汽動給水泵所消耗的能量。將給水壓力設(shè)定為7．5MPa，溫度為140℃時，所消耗的標(biāo)煤為0．038t/h，在B組運行狀況不變的情況下，得出汽動給水泵所消耗的標(biāo)煤為0．038t/h，所產(chǎn)生的電量為25kW·h。

為了更加科學(xué)合理的分析耗能量，我們依據(jù)相關(guān)資料的規(guī)范對多消耗的0．038t/h標(biāo)煤用火力發(fā)電的供電煤耗進行折算。將0．038t/h標(biāo)煤的電量折算為114kW·h，將汽動給水泵產(chǎn)生的蒸汽而獲得的電量25kW·h除去之后，得出汽動給水泵的耗電量為89kW·h。

2.2 改造方案的綜合效益分析

如果將改造方案設(shè)定為在2臺220kW的電動給水泵上分別安裝220kVA的變頻器，在變頻器的作用下完成對鍋爐給水的調(diào)節(jié)工作，為鍋爐的運行節(jié)約用電，而加設(shè)的設(shè)備預(yù)計需要30萬元，較大的成本投入對于部分企業(yè)來說是一大壓力，如果將加設(shè)的設(shè)備更換成容量為440kVA的高壓變頻器，這時給水泵的幾率將會有所下降，要想達到提升能源利用率的效果，則必須更換給水泵和電機，以及其他的相關(guān)配套設(shè)施，這時的投入的資金將達到90萬之多，成本明顯較高。

變頻器調(diào)速的突出優(yōu)點是調(diào)速效率高、調(diào)速范圍寬、動態(tài)響應(yīng)速度快、調(diào)速精度高，易于實現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制自動化，且操作簡便。另外，在裝置發(fā)生故障后，能自動投入工頻運行，不會影響生產(chǎn)作業(yè)。變頻調(diào)速最大的缺點是變頻器技術(shù)復(fù)雜，初始投資較高，尤其是高壓變頻器。

將電動給水泵改成汽動給水泵，因其與電動給水泵的操作及運行方式的差異，致使相關(guān)的運行設(shè)備都需要更換，鍋爐與給水泵除外，將安裝費用計算在內(nèi)，預(yù)計的成本可達34萬元?？紤]到運行方式和成本投入的因素，我們可以考慮將兩臺220kW的汽動給水泵替換成1臺440kW的汽動給水泵，這時的投資成本低至32萬。

通過上面兩種改造的方式投資情況來看，汽動給水泵在用電量和改造成本投入方面都具有較大優(yōu)勢，因此，我們將原來的電動給水泵換成汽動給水泵。熱電廠的運行方式?jīng)Q定其是有熱量來表示電量，我們將設(shè)備的利用率以7200小時計算，電價定為0．5634元/（kW·h），對近幾個月的運行情況進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)相對于原有的兩臺220kW的電動給水設(shè)備，用電量就下降了3．0%，在去除汽動給水泵運行所使用的電量之后，得出為企業(yè)節(jié)約了106．2萬kW·h的電量，以標(biāo)準(zhǔn)電價進行核算，可以發(fā)現(xiàn)為公司帶來了59．83萬的經(jīng)濟收益。在改造中所投入的資金可以在3個月左右回收投入成本，為企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益卻不止這些。事實證明，這種改造方式具有明顯的經(jīng)濟效益與節(jié)能性。

對改造的實際效果進行分析，1臺型號為B0．4-0．7/0．2、功率為400kW的汽動給水泵可以完全代替兩臺220kW電動給水泵，在對小汽輪機的溫度控制在270℃時，給水流量可達110m3/h，這個數(shù)據(jù)可以充分說明汽動給水泵的給水作用。在滿足鍋爐給水要求的情況下，將兩臺220kW電動給水泵改成一臺400kW的汽動給水泵裝置，在運行速度上汽動給水泵具有絕對優(yōu)勢，且容量也相對充足，改造過程中所花費的所有成本為30萬。對改造之后的給水泵進行性能的測試，在鍋爐的供水量為一小時50噸時，汽動給水泵運行中小汽輪機所產(chǎn)生的尾氣可以全部被除氧設(shè)備利用，在熱負(fù)荷性能上也能夠達到鍋爐的要求，由此可見，汽動給水泵無論是在節(jié)能效果上還是在性能上都有絕對的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

企業(yè)在生產(chǎn)的過程中應(yīng)充分發(fā)揮節(jié)能意識，將節(jié)能環(huán)保作為生產(chǎn)的一個要素。文中對電廠鍋爐給水泵的幾種驅(qū)動方式工作原理進行闡述，為了深入研究給水泵節(jié)能改造的可行性，將三者在一定條件下的耗能量進行對比，并且對改造的可行性進行分析，選擇出成本投入少，能源利用率大的改造辦法。

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