电动给水泵的汽动革新研究

　　给水泵常见驱动方式 给水泵常用有2种驱动方式。

　　a)电动机驱动;b)汽轮机驱动。 电动机驱动的特点是由给水泵出口管道上的给水调节阀(自力式调节阀)控制给水流量，或者由电动机液力耦合器调节转速改变给水流量。其优点是简单、可靠;缺点是在启动时，从静止到额定转速，启动力矩很大。为适应这个转矩，驱动电机配置容量一般要比给水泵的额定功率大30%，所以经济性较差。同时，电动给水泵还存在热电转换损失和调速机构机械损失(液力耦合器调速系统能耗损失达15%)，特别是采用定转速电机通过调节阀节流，改变给水流量的给水系统，能源利用率更加低下。

　　随着机组容量增大，如果仍然采用3000r的给水泵，除电机消耗功率急剧增加外，水泵极数也大大增加，轴线也延长，极易导致水泵振动，同时还受到大容量电机造价和启动电流的限制。因此，目前生产的给水泵电机最大功率不超过6300kW.汽轮机驱动的特点是随着汽轮发电机组单机容量及蒸汽参数的不断提高，汽动给水泵逐渐成为大型机组应用最多的方式。通过改变汽轮机转速，给水泵流量可实现无级调节。

　　其优点是转速高、轴短、刚度大、安全可靠，没有热电转换损失，没有液力耦合器机械损失，效率高，容量不受限制;缺点是启动时间长，汽水系统复杂，投资较电动方式的大。 钢铁厂的高炉汽动鼓风机站给水泵一般采用电动机驱动方式，电动机电耗较大，占汽轮机功率的3%左右，是鼓风机站能耗较大的辅助设备，也是目前节能改造的重点对象。 汽动鼓风机站给水泵采用的小汽轮机为背压机组，其排汽可再利用，可用来加热除氧器或并入外供蒸汽管网，没有冷源损失，同时可减少鼓风机站用电量，效率较高。

【锅炉给水泵】

　　汽动给水泵有3种不同的汽水连接方式，

　　a)利用锅炉富裕新蒸汽驱动给水泵汽轮机;

　　b)利用主汽轮机抽汽驱动给水泵汽轮机;

　　c)利用主汽轮机背压排汽驱动给水泵汽轮机。 汽动鼓风机站的工业汽轮机为纯凝汽机组，适合上述第一种情况。

　　2给水泵电动改汽动必要性及可行性讨论 某炼铁厂鼓风机站配置有1台130t/h中温中压蒸汽锅炉，1台31MW工业汽轮机，1台AV80轴流鼓风机。

　　锅炉共配有2台电动给水泵，1用1备。给水泵型号为DG15567x9型，流量Q为155m 3 /h，扬程H为603m，电机功率N为440kW.鼓风机在E点(年平均工况)运行时，汽轮机功率为19383kW，汽轮机进汽量为86t/h.锅炉剩余新蒸汽约40t/h通过减温减压器调整参数后外供厂区低压蒸汽用户(含除氧器加热用蒸汽)。

　　该鼓风机站热力系统采用1台40t/h蒸汽减温减压器降低新蒸汽参数后，供除氧器加热给水和厂区蒸汽用户(见)。其中，给除氧器加热给水蒸汽流量为10t/h;外供厂区蒸汽流量为30t/h.通过喷射减温水降低蒸汽温度，蒸汽通过减温减压器虽然调整了参数，但却白白损失了大量的高品质能源。按照10t/h蒸汽流量，1台汽动给水泵蒸汽消耗量计算，需调整参数的部分蒸汽(约10t/h)不通过减温减压器，而通过汽动给水泵的小汽轮机来调整参数，同时驱动给水泵，对外做功，大大减少高品质能源的损失。 由此可见，从节能的角度看，电动泵改汽动泵是非常必要的。

　　当锅炉额定蒸发量有富裕能力时，可直接采用锅炉新蒸汽来驱动给水泵汽轮机，并将排汽并入外网或排入除氧器加热给水。这种驱动方式可减少厂用电，同时，减少减温减压器带来的能量损失。 以该鼓风机站为例，此次改造拟选用1台汽动给水泵，小汽轮机做功后的排汽与鼓风机站减温减压器后0.8MPa蒸汽管道汇合后外供。 当然，也可以将小汽轮机排汽压力设定为0.2MPa，以便不经过调节阀节流减压，直接进入除氧器加热给水，虽然效率较高，但需要改造部分管道连接，大大增加了回热系统调节的难度，暂不建议采用此排汽参数。 小汽轮机型号为B0.453.5/0.8;额定功率为440kW;进气压力为：3.43MPa;进气温度为435;排汽压力为0.8MPa;排汽温度为310;进汽量为1 0t/h;其额定转速为2950r;转速调节范围为2000r 3300r;循环冷却水量为2t/h.该小汽轮机采用单层快装式结构，自带润滑油站，有轴承振动检测，带超速保护装置，可远程或就地紧急停车。

　　它与水泵的连接采用膜片式挠性联轴器，连续运行时间不小于8000h.通过调节小汽轮机进口蒸汽流量，使汽动给水泵转速发生变化，改变了给水泵出口流量或扬程。该鼓风机站热力系统中，汽动给水泵调节给水管道压力，保持给水管道压力稳定，锅炉的给水调节阀调节汽包水位。给水管道压力由小汽轮机转速控制，当给水管道压力降低时，提高小汽轮机转速，反之，则降低转速，该控制系统设有手动自动切换开关。为防止小汽轮机超速，导致给水管道超压爆管，控制系统增设小汽轮机转速超速报警装置，可自动或手动强制停用小汽轮机，并自动启动电动给水泵。锅炉启动时采用电动给水泵，单冲量调节系统;锅炉达到稳定负荷时，逐步启动汽动给水泵，停用电动给水泵，汽包水位采用三冲量调节。

　　3给水泵电动改汽动经济性分析 鼓风机年均E点工况下运行，采用1台汽动给水泵后，鼓风机站节省电机功率440kW，而锅炉产汽量并没有增加。 从以上计算分析可看出，汽动鼓风机站利用锅炉新蒸汽驱动汽动给水泵，避免了减温减压器的能源损失，不到1a时间即可收回增设汽动给水泵增加的投资，经济效益非常显著。

　　4结论 采用汽动给水泵必须满足作功后排出的蒸汽得到全部利用这个基本条件。目前，国内生产的热功联产汽轮机进汽压力范围在3.5MPa0.5MPa，排汽压力在1.6MPa0.2MPa，进、排汽压力范围非常广泛。 小汽轮机进汽可用锅炉新蒸汽，也可用汽轮机抽汽或背压，且小汽轮机排汽可作为外供汽或供除氧器加热用汽。 在实际运用中，锅炉在冷态启动时需电动给水泵给锅炉上水。所以，在选择汽动给水泵时，应根据锅炉给水情况而定其数量，并应保留有一定数量的电动给水泵。 高炉汽动鼓风机站外供或除氧器加热蒸汽一般来自新蒸汽减温减压器，高品质能源损较大。无论是新建鼓风机站还是现有鼓风机站的改造工程，在条件许可的情况下，尽可能合理地增设汽动给水泵，它投资少，见效快，是鼓风机站有效节能降耗措施。