（盛发热电有限责任公司）
摘要：电动热网循环水泵作为供热机组热电联产过程的主要辅机，其耗电量是很大的，直接影响供电煤耗、影响发电成本、影响能源消耗。因此，优化热网循环水泵的调节方式，对电动热网循环水泵进行单级汽轮机驱动改造可行性研究是十分必要的。
关键词：热网循环水泵；单级汽轮机；综合厂用电率；压差能量；循环热效率；节能降耗
1 前言
近年来电网中新能源（风力发电、光伏发电）装机容量的增加，盛发热电有限责任公司2台135MW供热机组执行东北电监局核定的供热机组最小运行方式（采暖供热初期、末期各一个月两台机组总负荷控制在190MW，采暖供热中期两台机组总负荷控制在220MW），导致机组长期低负荷运行循环热效率下降，综合厂用电率相对升高。采暖供热系统配置4台电动热网循环水泵（技术参数：额定流量1250t/h、扬程125m、配用电机功率为630kW），正常工况下3运1备，3台电动热网循环水泵耗电量占发电量的1%左右；为满足通辽市科尔沁区居民采暖供热面积增容要求，2009年在原热网系统增设1台热网加热器（技术参数：换热面积500m2、蒸汽流量78t/h）和2台额定流量55t/h减温减压器（进汽来自工业供汽母管，额定压力0.981MPa（a）、额定温度351℃；排汽至采暖供汽母管，额定压力0.25MPa（a）、额定温度221℃），采暖供热中期投入降温减压器后补充新增热网加热器用汽，存在很大的压差能量损失；直接影响到全厂经济技术指标和节能效益。为此，2017年在原采暖供汽系统基础上增装2台额定功率950kW单级汽轮机驱动的热网循环水泵（技术参数：额定流量3070t/h、扬程80m、额定转速1000r/min）；综合运行经济性和安全可靠性，新增2台汽动热网循环水泵采用1运1备运行方式，原4台电动热网循环水泵采用1运3备运行方式；这样既达到了提高机组循环热效率、降低综合厂用电率、减少压差能量损失的目的，又能保证热网系统安全可靠运行。
2 项目具体实施方案
2.1 主要建设内容
在原汽轮机厂房扩建端设计增建汽动热网循环水泵房，安装2台额定功率950kW单级汽轮机分别驱动2台额定流量3070t/h热网循环水泵，总投资315万元，于2017年10月投产运行。
2.2 蒸汽系统连接方案
因我公司工业供汽用户用汽量较少，而采暖供汽量存在不足问题，本项目设计增装2台背压式汽轮机（主要技术规范见下表）的进汽取自原DN700工业供汽母管，在原工业供汽母管上引出一根DN450供汽母管，再分成两根DN350供汽管道作为每台汽轮机的汽源，蒸汽参数为额定压力0.981MPa（a）、额定温度351℃；经单台进汽电动门、自动主汽门、调速汽门进入汽轮机做功后，单台汽轮机DN350排汽管道并入DN500管道进入采暖供汽母管，蒸汽参数为额定压力0.25MPa（a）、额定温度221℃。
2.2 循环水系统连接方案
本项目设计安装2台汽动热网循环水泵（主要技术规范见下表），2台汽动热网循环水泵的入口水分别取自原热网循环水回水母管，经水泵升压后，出口水分别接引至原热网循环水泵出口母管。2.3 冷却水系统连接方案
新增2台汽动热网循环水泵的轴承冷却水供水取自原软化水供水母管，经冷却轴承后，回水接至机组冷却水回水母管。
2.4 电气、仪表和控制系统方案
2.4.1 汽轮机进汽、排汽管道上设计安装就地及远传温度表、压力表。
2.4.2 热网循环水泵的进水、出水管道上设计安装就地压力表。
2.4.3 监视及控制系统接入电厂原DCS控制系统，改造设备的监视和控制的覆盖范围包括：数据采集功能、模拟量自动控制功能、顺序控制功能、热工保护功能等。
2.4.4 所有热控跳闸及联锁保护设计为“三取二”设计，且三个测点分别设置在不同柜及模块上。
2.4.5 所有参与模拟量自动控制参数均为“三取二”设计，且三个测点分别设置在不同柜及模块上。
2.4.6 DCS模块、通道设计富余量20%以上。
2.4.7 就地仪表柜供电电源均为不同段两路电源接入，且有无扰切换装置，电源报警送给DCS显示。
2.4.8 开关量控制信号采用脉冲方式，不允许使用电平控制方式,DI、DO均为独立通道采集输出。
2.4.9 流量测量装置不使用弯管测量。
3 项目运行情况分析
3.1 汽动热网循环水泵实际运行参数
2017年10月20日，投入单台汽动热网循环水泵运行。
3.2 运行经济性分析
2017年—2018年采暖供热期，统计
单台热网循环水泵汽轮机的平均耗汽量约为28t/h，进汽压力0.75MPa、温度340℃，排汽参数0.1MPa、282℃；由于蒸汽作功后焓值下降，加热同样多的补给水到相同温度需要更多蒸汽量,多耗蒸汽量约为原来蒸汽量的1.5%,多耗汽量为0.42t/h；统计2017年—2018年采暖供热期（1台950kW汽动热网循环水泵、1台630kW电动热网循环水泵连续运行）比2016年—2017年采暖供热期（3台630kW电动热网循环水泵连续运行）热网循环水泵平均耗电量每小时降低1042kW。每个采暖供热期按4320小时计算，单台汽动热网循环水泵采暖供热期多耗（压力0.75MPa、温度340℃）蒸汽量为0.42t/h*4320h=1814t，节省电量为1042kW*4320h=450万kWh，全厂全年发电量按15亿kWh计算，可降低综合厂用电率约0.3%。
3.2 运行安全可靠性分析
本项目设计新增2台950kW汽动热网循环水泵采用1运1备运行方式，原4台630kW电动热网循环水泵采用1运3备运行方式，即使机组全部停运造成汽动热网循环水泵无汽源被迫全部停运，也能确保4台630kW电动热网循环水泵满足居民采暖供水循环需求。2017年—2018年采暖供热期，汽动热网循环水泵可靠运行，未发生故障停运事件，确保了居民采暖供热安全。
4 结论
综合技术经济分析，采暖供热期单台热网循环水泵汽轮机的平均耗汽量约为28t/h，在汽轮发电机组实发功率不变的条件下，汽轮机进汽量相对升高，提高了机组循环热效率；热网循环水泵汽轮机28t/h排汽量进入采暖供汽母管，部分代替减温减压器向采暖供汽母管补充用汽量不足问题，用低压能代替了高压能，减少压差能量损失。采暖供热期单台汽动热网循环水泵连续运行，节省电量约450万kWh，降低综合厂用电率约0.3%，有效的达到节能降耗的目的。
参考文献
[1]林万超.火电厂热系统节能理论 [ M]. 西安交通大学出版社 ,1994,11.
[2]剪天聪.汽轮机原理 [ M]. 水利电力出 版社 ,1995,5.
[3]郑体宽.热力发电厂.北京：中国电力出版社，2006，126～134.