热功联产汽轮机在发电给水系统节能改造中的应用.pdf

Vo 1 ． 3 2 No ． 5 S e p L 2 01 3 冶金能 源 E NER GY F OR ME TA I 工UR GI C AL I N DUS T R Y 5 5 热功联产汽轮机在发 电给水系统节能改造中的应用 金 少宝 ( 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有 限公司) 摘 要淮钢发电厂锅炉产生的过热蒸汽主要用于发电使用，其中有 8 — 1 0 t ／ h 的蒸汽通过减 温减压装置后供焦化制冷机使用。为了能尽可能利用在双减过程中浪费的能量，经论证后决 定在锅炉给水泵电机后增加一台热功联产汽轮机，将该部分蒸汽引人汽轮机做功，这样基本 可取代电机节约大量电能，而汽轮机做功后的乏汽压力约为0 ． 8 MP a ，温度约为 3 5 0 ℃ ，完全 可以满足焦化制冷机的使用。 关键词过热蒸汽汽轮机节能 App l i c a t i o n o f t h e r ma l po we r g e n e r a t i ng s t e a m t ur bi ne i n wa t e r s u pp l y s y s t e m e n e r g y s a v i ng t r a ns f o r ma t i o n J i n S h a o B a o ( J i a n g s u S h a g a n g G r o u p S t e e l S p e c i a l S t e e l C o ． ，L t d ．) Ab s t r a c t T h e s u p e r h e a t e d s t e a m p r o d u c e d b y t h e p o we r p l a n t b o i l e r i n Hu a i s t e e l i s ma i n l y u s e d f o r p o we r g e n e r a t i o n， t h e r e i s 8—1 0 t ／ h s t e a m t h r o u g h t h e p r e s s u r e a n d t e mp e r a t u r e r e d u c i n g d e v i c e u s e d f o r e o k i n g c h i l l e r ． I n o r d e r t o u s e w a s t e e n e r g y a s mu c h a s pos s i b l e i n d u a l—r e d u c i n g p r o c e s s ． t h r o u g h d e mo n s t r a t i o n d e c i d e d t h a t b e h i n d t h e p u mp mo t o r i n c r e ase d a t h e r ma l pow e r g e n e rat i n g s t e am t urb i n e ． T h i s p a r t o ft h e s t e um i n t o t h e s t e am t u r b i n e t o d o wo r k ，c a n r e p l a c e t h e mo t o r t o s a v e a l a r g e am o u n t o f e l e c t r i c i t y ．Af t e r t h e s t e am t u r b i n e t o d o w o r k，t h e e x h a u s t p r e s s u r e i s a b o u t 0 ． 8 MP a，the t e mp e r a t u r e i s a b o u t 3 5 0 o C ，a n d c a n me e t t h e u s e o f e o k i n g c h i l l e r ． Ke y wo r d s the s u p e r h e a t e d s t e am s t e a m t u r b i n e e n e r gy s a v i n g 淮钢现有 三台发 电机组 ，两 台 1 2 M W 和一 台 2 5 M W ，配套的锅炉分别为两台 6 5 t ／ h和一台 1 3 0 t／ h ，燃料为高焦混合煤气，锅炉补充水为两 套全膜法制备的除盐水。锅炉产生的蒸汽主要用 于发电使用，另～部分到蒸汽管网供其他用户使 用 。其中有约 8一l O t ／ h的蒸 汽通过减温减压装 置后得到0 ． 8 M P a 、3 5 0 ℃的饱和蒸汽供焦化制冷 机使用。 1 改造前状况 1 ． 1 工艺流程 过热蒸汽( 3 ． 5 M P a 、 4 3 O ℃) 减温减压装置 —饱和蒸汽( 0 ． 8 M P a 、 3 5 0 ％) 焦化制冷机 收稿 日期 ： 2 0 1 3— 0 5—1 6 金少宝( 1 9 7 8一 ) ， 工程师； 2 2 3 0 0 2 江苏省淮安市。 1 ． 2 减温减压装置 高温高压的过热蒸汽先经过调节阀将压力降 到0 ． 8 MP a 左右，再进入减温器 。通过直接接触 式减温器 内部的雾化装置将一定量 的冷却水打碎 成小水滴，增加水的比表面积， 然后与过热蒸汽 直接接触混合，吸收过热蒸汽的热量并蒸发成蒸 汽，而过热蒸汽被冷却成饱和蒸汽。 1 ． 3 存在问题 过热蒸汽通过减温减压装置后得到的饱和蒸 汽可满足焦化制冷机的使用要求，但在减温减压 过程中，过热蒸汽中的能量被浪费了，同时还要 消耗一定量的冷却水及相关设备。 2 改造过程 2 ． 1 问题的提出 为了尽可能利用过热蒸汽在减温减压过程中 5 6 冶金能源 EN ER GY F OR ME T AL L UR GI C AL I ND US T R Y Vo 1 ． 3 2 N o ． 5 S e p t ． 2 0 1 3 浪费的能量 ，达到节能增效的目的 ，经过反复论 证 ，决定对 2 5 MW机组的锅炉给水泵进行改造。 在锅炉给水泵电机后增加一台热功联产汽轮机 ， 去掉减温减压装置 ，将该部分蒸汽引入汽轮机做 功，这样基本可取代电机节约大量电能，而汽轮 机做功后的乏汽压力约为 0 ． 8 M P a ，温度约为 3 5 0 ℃，完全可以满足焦化制冷机的使用，这样 就达到了既满足用户使用 ，又节能的 目的。 2 ． 2 设备参数 2 ． 2 ． 1 锅炉给水泵 ( 1 ) 型号 D G I 5 0 6 7 9 ( 2 )流量 1 5 0 t ／ h ( 3 )扬程 6 0 3 m ( 4 )电机功 电压 4 5 0 k W／ 1 0 k V ( 5 )额定电流 3 2 ． 1 4 A ( 6 )功率因素 ( c o s ~ p ) ：0 ． 8 6 2 ． 2 ． 2 热功联产汽轮机 ( 1 )型号 B 0 ． 4 5— 3 ． 5 ／ 0 ． 8 ( 2 )设计功率 4 5 0 k W ( 3 )进汽压力／ 温度 3 ． 5 M P a ／ 4 3 O ℃ ( 4)出汽压力／ 温度0 ． 8 MP a ／ 3 5 0 ℃ ( 5 )额定排汽量 8—1 0 t ／ h ( 6 )额定转速 3 0 0 0 r ／ m i n，调节范围 2 0 0 0— 3 2 o or ／n fi n 2 ． 3 节能改造 2 ． 3 ． I 改造说明 将 1 0 k V高压电机罩壳处开个孔，取下电机 风扇 ，在该轴端装上膜片联轴器与热功联产汽轮 机相连。在汽轮机高速旋转情况下通过膜片联轴 器将力传递给电机轴 ，再通过联轴器传递给锅炉 给水泵 ，带动水泵正常运行 ，当蒸汽量充足情况 下电机处于空转状态 ，当蒸汽量不足情况下，汽 轮机不足的功率由电机补充。为了确保生产安 全，电机仍保留，一旦汽轮机长期运行出现了故 障，电机可带动水泵正常运行， 不会对生产造成 影响。 2 ． 3 ． 2 改造效果 改造后，经过汽轮机做功的乏汽压力约 0 ． 8 M P a ，温度约3 5 0 ℃，完全满足了焦化制冷机 的用汽要求，同时还节省了补充水及相关设备。 锅炉给水泵出水流量和压力仍保持原有状况 ，不 影响正 常供 水。另外，原 电机 额 定 电流 为 3 2 ． 1 4 A，正常运行时电流约为 3 0 ． 2 A，改造后正 常运行情况下电流约为 1 0 ． 2 A，当蒸汽量充足的 情况下 ，电流最低可达 8 ． 7 A，接近 电机空载 电 流 ( 约7 A ) ，完全达到了改造的预期 目标。改 造前后给水泵及电机的参数如表 1 ，改造前后蒸 汽的参数如表 2 。 表 1 改造前后给水泵及电机参数 表2 改造前后的蒸汽参数 整塑垦 ! ! 改前 改后 苤 垦 羔 改前 改后 2 ． 3 ． 3 经济效益 功率 P= √ 3 U I c o s q ／ 1 0 0 0 式中： 为电压 1 0 k V ，， 为电机运行电流 ( A) ， c o s ~p为电机功率因数 ( 0 ． 8 6 ) 。 改造前 ，电机正常运行电流约 2 8 ． 2 A，电机 功率 P l = 1 0 0 0 0 2 8 ． 2 0 ． 8 6 ／ 1 0 0 0~4 2 0 k W 改造后 ，电机正常运行电流约 1 0 ． 2 A，电机 功率 P 2 = √ 31 0 0 0 01 0 ． 2 0 ． 8 6 ／ 1 0 0 0 —1 5 2 k W 改造后每小时节约电能 P=P ： 一P 。 =4 2 0— 1 5 2= 2 6 8 k W，每年按 8 0 o o h计 ，每年可节约 电 量约 2 6 8 8 0 0 0= 2 1 4 ． 4万 k Wh ，按 0 ． 7元／ k Wh 测算 ，每年可节约费用 1 5 0万元 以上。 3 结语 在不影响锅炉给水泵及焦化制冷机用汽的情 况下，改造节约了大量的电能，取得了良好的经 济效益。在运行过程中发现，当用汽量充足时， 电机接近空载状态 ，此时节能效果最明显 ，当用 汽量下降时，电机电流就会上升，高时可达到 1 1 —1 2 A。因此在运行过程中应尽量稳定焦化制 冷机的用汽量， 使汽轮机在最佳状态下运行，以 保证达到最佳效果。 隋安编 辑