給水泵常見驅動方式 給水泵常用有2種驅動方式。
a)電動機驅動;b)汽輪機驅動。 電動機驅動的特點是由給水泵出口管道上的給水調節閥(自力式調節閥)控制給水流量,或者由電動機液力耦合器調節轉速改變給水流量。其優點是簡單、可靠;缺點是在啟動時,從靜止到額定轉速,啟動力矩很大。為適應這個轉矩,驅動電機配置容量一般要比給水泵的額定功率大30%,所以經濟性較差。同時,電動給水泵還存在熱電轉換損失和調速機構機械損失(液力耦合器調速系統能耗損失達15%),特別是采用定轉速電機通過調節閥節流,改變給水流量的給水系統,能源利用率更加低下。
隨著機組容量增大,如果仍然采用3000r的給水泵,除電機消耗功率急劇增加外,水泵極數也大大增加,軸線也延長,極易導致水泵振動,同時還受到大容量電機造價和啟動電流的限制。因此,目前生產的給水泵電機最大功率不超過6300kW.汽輪機驅動的特點是隨著汽輪發電機組單機容量及蒸汽參數的不斷提高,汽動給水泵逐漸成為大型機組應用最多的方式。通過改變汽輪機轉速,給水泵流量可實現無級調節。
其優點是轉速高、軸短、剛度大、安全可靠,沒有熱電轉換損失,沒有液力耦合器機械損失,效率高,容量不受限制;缺點是啟動時間長,汽水系統復雜,投資較電動方式的大。 鋼鐵廠的高爐汽動鼓風機站給水泵一般采用電動機驅動方式,電動機電耗較大,占汽輪機功率的3%左右,是鼓風機站能耗較大的輔助設備,也是目前節能改造的重點對象。 汽動鼓風機站給水泵采用的小汽輪機為背壓機組,其排汽可再利用,可用來加熱除氧器或并入外供蒸汽管網,沒有冷源損失,同時可減少鼓風機站用電量,效率較高。
【鍋爐給水泵】
汽動給水泵有3種不同的汽水連接方式,
a)利用鍋爐富裕新蒸汽驅動給水泵汽輪機;
b)利用主汽輪機抽汽驅動給水泵汽輪機;
c)利用主汽輪機背壓排汽驅動給水泵汽輪機。 汽動鼓風機站的工業汽輪機為純凝汽機組,適合上述第一種情況。
2給水泵電動改汽動必要性及可行性討論 某煉鐵廠鼓風機站配置有1臺130t/h中溫中壓蒸汽鍋爐,1臺31MW工業汽輪機,1臺AV80軸流鼓風機。
鍋爐共配有2臺電動給水泵,1用1備。給水泵型號為DG15567x9型,流量Q為155m 3 /h,揚程H為603m,電機功率N為440kW.鼓風機在E點(年平均工況)運行時,汽輪機功率為19383kW,汽輪機進汽量為86t/h.鍋爐剩余新蒸汽約40t/h通過減溫減壓器調整參數后外供廠區低壓蒸汽用戶(含除氧器加熱用蒸汽)。
該鼓風機站熱力系統采用1臺40t/h蒸汽減溫減壓器降低新蒸汽參數后,供除氧器加熱給水和廠區蒸汽用戶(見)。其中,給除氧器加熱給水蒸汽流量為10t/h;外供廠區蒸汽流量為30t/h.通過噴射減溫水降低蒸汽溫度,蒸汽通過減溫減壓器雖然調整了參數,但卻白白損失了大量的高品質能源。按照10t/h蒸汽流量,1臺汽動給水泵蒸汽消耗量計算,需調整參數的部分蒸汽(約10t/h)不通過減溫減壓器,而通過汽動給水泵的小汽輪機來調整參數,同時驅動給水泵,對外做功,大大減少高品質能源的損失。 由此可見,從節能的角度看,電動泵改汽動泵是非常必要的。
當鍋爐額定蒸發量有富裕能力時,可直接采用鍋爐新蒸汽來驅動給水泵汽輪機,并將排汽并入外網或排入除氧器加熱給水。這種驅動方式可減少廠用電,同時,減少減溫減壓器帶來的能量損失。 以該鼓風機站為例,此次改造擬選用1臺汽動給水泵,小汽輪機做功后的排汽與鼓風機站減溫減壓器后0.8MPa蒸汽管道匯合后外供。 當然,也可以將小汽輪機排汽壓力設定為0.2MPa,以便不經過調節閥節流減壓,直接進入除氧器加熱給水,雖然效率較高,但需要改造部分管道連接,大大增加了回熱系統調節的難度,暫不建議采用此排汽參數。 小汽輪機型號為B0.453.5/0.8;額定功率為440kW;進氣壓力為:3.43MPa;進氣溫度為435;排汽壓力為0.8MPa;排汽溫度為310;進汽量為1 0t/h;其額定轉速為2950r;轉速調節范圍為2000r 3300r;循環冷卻水量為2t/h.該小汽輪機采用單層快裝式結構,自帶潤滑油站,有軸承振動檢測,帶超速保護裝置,可遠程或就地緊急停車。
它與水泵的連接采用膜片式撓性聯軸器,連續運行時間不小于8000h.通過調節小汽輪機進口蒸汽流量,使汽動給水泵轉速發生變化,改變了給水泵出口流量或揚程。該鼓風機站熱力系統中,汽動給水泵調節給水管道壓力,保持給水管道壓力穩定,鍋爐的給水調節閥調節汽包水位。給水管道壓力由小汽輪機轉速控制,當給水管道壓力降低時,提高小汽輪機轉速,反之,則降低轉速,該控制系統設有手動自動切換開關。為防止小汽輪機超速,導致給水管道超壓爆管,控制系統增設小汽輪機轉速超速報警裝置,可自動或手動強制停用小汽輪機,并自動啟動電動給水泵。鍋爐啟動時采用電動給水泵,單沖量調節系統;鍋爐達到穩定負荷時,逐步啟動汽動給水泵,停用電動給水泵,汽包水位采用三沖量調節。
3給水泵電動改汽動經濟性分析 鼓風機年均E點工況下運行,采用1臺汽動給水泵后,鼓風機站節省電機功率440kW,而鍋爐產汽量并沒有增加。 從以上計算分析可看出,汽動鼓風機站利用鍋爐新蒸汽驅動汽動給水泵,避免了減溫減壓器的能源損失,不到1a時間即可收回增設汽動給水泵增加的投資,經濟效益非常顯著。
4結論 采用汽動給水泵必須滿足作功后排出的蒸汽得到全部利用這個基本條件。目前,國內生產的熱功聯產汽輪機進汽壓力范圍在3.5MPa0.5MPa,排汽壓力在1.6MPa0.2MPa,進、排汽壓力范圍非常廣泛。 小汽輪機進汽可用鍋爐新蒸汽,也可用汽輪機抽汽或背壓,且小汽輪機排汽可作為外供汽或供除氧器加熱用汽。 在實際運用中,鍋爐在冷態啟動時需電動給水泵給鍋爐上水。所以,在選擇汽動給水泵時,應根據鍋爐給水情況而定其數量,并應保留有一定數量的電動給水泵。 高爐汽動鼓風機站外供或除氧器加熱蒸汽一般來自新蒸汽減溫減壓器,高品質能源損較大。無論是新建鼓風機站還是現有鼓風機站的改造工程,在條件許可的情況下,盡可能合理地增設汽動給水泵,它投資少,見效快,是鼓風機站有效節能降耗措施。