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近几年,随着集中供热在城市建设中的快速发展,采用工业汽轮机来拖动热网循环水泵逐渐得以应用和推广,并成为节能降耗,提高社会效益、经济效益的一条重要途径。作为供热系统中主要部件的热网循环水泵以前都是由电动机拖动的,随着城市规模的扩大,热负荷不断增长,输送距离不断加大,水泵电动机的功率也越来越大,这就使得供热企业的耗电成本在生产成本中占很大的比重,严重降低了企业的经济效益。而采用工业汽轮机代替大功率电动机拖动热网循环水泵就可有效降低耗电成本,大大提高企业的经济效益。在城市集中供热系统中,拖动循环水泵的工业汽轮机进汽可以是供热锅炉的新蒸汽,也可以是热电厂的外供热抽汽,排汽可以进入热交换器加热热网循环水,不会因此增加用汽成本。
余热余压利用汽轮机原理
即汽轮机作功是利用蒸汽(压力差)特性,把蒸汽的热能差(焓降)转换为机械能的设备。
余热余压利用汽轮机应用范围及节能效益
余热余压利用技术是企事业单位充分利用富裕蒸汽、蒸汽压差,或利用废料、废气、废热生产蒸汽,通过动力汽轮机转换成机械能,代替电动机驱动大功率旋转设备,或直接驱动发电机发电的技术。由于是一次能源转换以及废弃能源的利用,减少了中间环节的浪费,所以节能减排的效果非常明显。
1、 目前我国生产用汽企事业单位和高耗能单位的现状
生产用汽企业单位:当前我国主要的生产用汽企业分布在石化、化工、纺织印染、冶金、造纸、食品、木材加工等行业。生产用汽企业汽源供应主要有两种方式,一是自己采购燃料,选用蒸汽锅炉生产蒸汽;二是购买大型热源单位(热电厂或供热公司)的蒸汽,满足生产需要。比如在纺织印染、造纸行业中,生产用汽企业多采用热电厂供汽,供汽压力一般为0.98~1.27Mpa,温度在280℃以上,须增加减温减压器来满足印染工艺所需用汽0.3~0.5Mpa需要,蒸汽高位能量浪费严重。
事业单位:主要是指供我国北方地区,家庭用户冬季采暖的供热站和供热公司、热电厂。供热公司一般都是采用35吨以上大吨位蒸汽锅炉生产采暖用汽,锅炉蒸汽额定压力一般在3.82Mpa,温度450℃,而供给供热站的蒸汽压力一般在0.98~1.27Mpa,需减温减压运行,蒸汽能量浪费严重。供热站的家庭用户,冬季采暖用热水是经汽水热交换,压力一般为0.2~0.3Mpa, 再用大功率循环水泵送至家庭用户循环供热,大功率循环水泵的电费支出很大。
我国钢铁、有色、煤炭、建材、化工等高耗能行业的余热余压以及其他余能没有得到充分利用,如钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气、煤矿的煤层气,焦化企业的焦炉气等可燃副产气,建材行业大量的饱和蒸汽大量放空,造成能源的严重浪费,同时也污染了环境。
2、 余热余压利用汽轮机的应用范围
a、在热电企业的应用
作为动力装置直接驱动热电厂锅炉给水泵(俗称“汽动给水泵”),其作功后的排汽又可作为外供汽,满足用汽厂家生产需要,或用于锅炉除氧器,给水加热蒸汽,替代电动机使电能节省下来,大大降低电厂厂用电率,从而提高电厂的的经济效益。另外,采用汽动给水泵供给锅炉给水,可避免原电动机驱动给水泵由于意外停电无法继续供水造成锅炉干烧引起事故,保证锅炉在停电状况下一定时间的给水,杜绝事故发生,提供了一定的安全保障。并且可实现给水泵的变速调节,消除了调节过程中的节流损失。还可驱动循环水泵、锅炉鼓风机、引风机等。
b、在供热单位的应用
利用锅炉蒸汽源和换热器之间的压差或利用热电厂外供蒸汽源和换热器(首站)之间的压差,通过余压利用汽轮机作功发电或直接驱动热网循环泵,既满足换热器热交换蒸汽的需要,又可以节省供热单位本身外购电巨大的成本。
c、在石油、石化企业的应用
d、在化工、冶金、水泥、玻璃、陶瓷等建材企业的应用
e、小型热功联产汽轮机在造纸、纺织印染、化纤、制糖、榨油等食品企业及酒精、淀粉等粮食加工企业的应用
f、余热利用汽轮机在林场初级木材加工、垃圾焚烧、生物质发电等领域的应用
3、 余热余压利用汽轮机经济效益分析
典型项目:某化工厂苯反应罐的副产蒸汽常年朝天排放,压力达0.8Mpa,其噪音之大,蒸汽污染之严重,干扰居民生活,排汽量大,补水多,制备一吨纯水成本高达10元之多,宝贵的地下水变成蒸汽,携带着的大量的热能朝天排放,浪费惊人,该厂装了三台1500KW的汽轮发电机组,年增净利润达800多万元,节水、增电、改善环境一举三得。由原来的怨声载道变成现在的皆大欢喜。