小汽轮机驱动给水泵和引风机的热经济性分析

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发布时间：2021-08-24

资料介绍

但是，除非直接用主机大轴驱动给水泵，否则

流过低压缸蒸汽的热能转换为动能后，必然经过动

能向电能的转换(发电机)，然后由电能转换为动

能(给水泵电机)，再经过液力耦合器(或变频

器)变速，才能驱动给水泵，因此，仅比较和

不能评价2种运行方式的优劣，还应综合考虑

发电机效率叼，给水泵电机效率叼液力耦合器

(或变频器)效率叼才能进行评价。

在相同工况下，2种方式给水泵的流量、扬程

相同，因此．泵的有效功率和效率是相同的。采用

小机驱动需要的蒸汽流量可通过如下公式计算：

G= (3)

式中为给水泵有效功率，'7 为给水泵效率。

如果取消小机．抽汽将返回低压缸内继续作

功．机组的发电量将增加：

P。=G△月叼叼 = × —

A H l

~p'qtpTlc (4)

叼P △ sr'7“

取消小机后必须增加电动给水泵，消耗的电量

可通过如下公式计算：

P2=— —

叼M叼叼P

(5)

如果叼s >A P叼￡P叼G叼M叼r／AHsr，贝0 P1<尸2，

小机抽汽返回机组作的功不足以驱动电动给水泵，

需要另外提供电量．因此，采用小机驱动给水泵机

组输出的净功率较大，经济陛较好；反之则说明小

机抽汽返回机组作的功不仅能满足电动给水泵所

需，还有部分电量输出，采用电动给水泵较经济。

一般而言．发电机和给水泵电机效率均比较稳

定，随负荷变化较小。300 MW机组的设计发电机

效率约在98．9％．给水泵电机设计效率约在

95．5％。液力耦合器和变频器在高负荷下的效率约

在95％，在不考虑等熵焓降时，300 MW 负荷下按

低压缸效率88％计算．小机内效率高于79％即可

节能；如果考虑等熵焓降，需视汽源设计参数、抽

汽压损、排汽压损和凝汽器压力等情况进行计算。

估计小机内效率高于80％也可节能，因此300 MW

机组采用小汽轮机驱动给水泵经济性较好。

以上分析是在额定主蒸汽流量的情况下进行

的。在低负荷下，小机内效率受进汽调门开度、排

汽容积和流量、进汽参数的综合影响．会缓慢下

降，降低小机的经济性。但是采用液力耦合器的电

动给水泵存在耦合器滑差率的问题。低负荷下液力

耦合器效率下降很快。因此与采用液力耦合器的电

· 52 ·

动给水泵相比，一般300 MW及以上机组采用小汽

轮机驱动给水泵是节能的。300 MW以下机组采用

小机驱动给水泵，由于小机进汽流量低，叶片较

短．制造和加工的难度大，容易造成小机内效率

偏低。

和采用变频器的电动给水泵相比，南于变频器

的效率随负荷变化小，因此虽然在高负荷下采用小

机驱动给水泵较经济，但在低负荷下由于小机内效

率下降，采用变频器的电动给水泵有可能经济性

更好。

2 小汽轮机驱动引风机经济性分析

大多数引风机设计采用电机驱动、电机定速运

行，通过改变静叶开度调节炉膛负压。其优点是操

作简便，系统可靠性高，缺点是耗电量高，经济性

较差。目前，对引风机的节能改造基本是2种方

式．一种是电机变频改造，另一种是采用小汽轮机

驱动。对于定速电机驱动的引风机，其经济性差是

一个共识，因此不再进行讨论，以下分析变频引风

机和小机驱动引风机的经济性。

驱动引风机的小机一般有2种：一种是采用背

压式汽轮机。乏汽回收至除氧器和加热器，或者用

于供热；另一种是采用凝汽式汽轮机，在炉侧增设

小机凝汽器。乏汽冷凝后泵至主机凝汽器。因为炉

侧和主机凝汽器距离远，管损大．凝汽式汽轮机的

乏汽一般不直接引回主机凝汽器。否则小汽轮机排

汽压力过高。将降低小机经济性。

乏汽用于供热的背压式小汽轮机经济性最好。

蒸汽可直接取自炉侧热再或冷再，抽汽的管道损失

较小，乏汽排人热网．背压相对稳定．降低了系统

设计的难度．且热量得到充分利用。但此方式必须

有供热需求，对于某些不需要供热的机组不适用。

乏汽回收至除氧器或加热器的背压式小汽轮机

对热力系统的影响很大，而且乏汽的压力、流量必

须在所有丁况下都和回收装置匹配，系统设计的要

求极高。这一方式对整个机组的热平衡改变大，随

着锅炉煤质和燃烧调整的变化，引风机的功耗不

同，汽轮机热力系统的运行情况也不一样。虽然可

以在管道上加装调节阀．或者排汽至下一级加热

器，但由于熵增大，其经济性变差，因此一般不推

荐采用这一方式。

对于凝汽式小汽轮机．必须另设凝汽器、循环

水、

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