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摘要：本文针对350MW超临界供热机组热网循环水泵驱动方式涉及的诸多方面进行论述。重点讲述在汽动驱动方式下，蒸汽汽源与排汽方式，工业汽轮机型式，热网循环泵配置，电动驱动及汽动驱动经济性等方面进行探讨。
关键词：热电联产；热网；汽动泵
1蒸汽汽源选定
热网循环水泵驱动方式由电动改汽动关键问题，是进汽参数与排汽参数的选取。需要综合考虑抽汽量满足工业汽轮机功率的同时，对汽轮发电机组影响最小；如何选取进汽参数使得热能损失最低；工业汽轮机排汽如何设计才能最合理。最终参数的选取直接决定工业汽轮机的选型、造价及系统布置
经过对相关企业了解，目前热网循环水泵工业汽轮机蒸汽参数选取基本分两种方案：
第一种是进汽参数选取三抽或者四轴作为进汽汽源，考虑到多家单位使用的都是单级工业背压汽轮机，汽轮机汽缸材质对温度有一定要求，所以进汽蒸汽温度基本会经过减温水调节控制在400℃以下。而排汽参数设计基本与采暖抽汽参数一致，工业汽轮机排汽进入采暖供汽母管被热网加热器二次利用。
第二种是进汽参数选取采暖抽汽（五抽）参数作为进汽汽源，排汽进入前置热网加热器或者直接进入凝汽器汽侧。
经分析选用三抽或者四抽汽源作为工业汽轮机的进汽汽源，需要减温后才能使用，所以会造成热能损失。同时此部分抽汽量的使用势必会减少高加抽汽量，从而影响高加给水温度。而且此部分蒸汽量不经过汽轮机中压缸做功，又增加部分焓值损失。但是从排汽角度考虑，此种方式更优，对主机和系统影响最小，管径小容易布置。
采用五抽采暖抽汽热源作为工业汽轮机进汽汽源能够最有效的减少损失，并且低参数汽源对工业汽轮机汽缸温度和轴封漏气情况同样有利。选用采暖抽汽（五抽）作为进汽参数的节能优势明显，但是此种方案的技术重点是排汽问题如何解决。
1、如果将排汽直接引入凝汽器汽侧，那么采暖抽汽量减少，无法达到设计的供热面积，这样不符合国家审批建设供热机组的政策，同时排汽管道口径较大，系统不宜布置，凝汽器汽侧喉部需要开孔，并且排汽增大热负荷，对主机背压和真空严密性都有影响，违背节能原则。
2、如果将排汽直接引入采暖供汽母管或者热网加热器，由于工业汽轮机排汽压力0.15-0.2mpa（绝压）小于采暖供汽压力0.4mpa（绝压），那么可能会造成工业汽轮机无法正常排汽。
3、单独设置热网前置加热器（相当于小凝汽器），需要考虑场地，增加系统和造价。
综合考虑本工程采用三抽汽源。
2工业汽轮机选型
工业汽轮机种类众多，但在选型过程中，基本可以按照多级和单级考虑。
1、效率方面。多级汽轮机为5级叶轮，效率高，相比于单级背压汽轮机（只有一级叶轮或者复速级）汽轮机的效率能够高出20%多。按照设计供热面积计算，满足供热所需流量时多级汽轮机较单级汽轮机须少耗高品质蒸汽29t/h，折算为耗电量相当于单级汽轮机较多级汽轮机多耗电7641.5kw/h，相当于整个供热期使用多级汽轮机可多发3300万kw/h电量；单级汽轮机由于进汽量相对较多，供热方面相对于多级汽轮机增加供热量86581kj/h，相当于整个供热期增加供热量374025GJ，综合以上两方面原因并结合电、热价格因素，使用多级汽轮机较单级汽轮机一个供热期（六个月）节省152万元。
2、价格方面。多级汽轮机单台造价230万元，单级汽轮机单台造价50万元。
3、设备可靠性方面。多级汽轮机的集中式油站，单独布置，供汽轮机、齿轮箱、水泵的润滑油，以及汽轮机的高压调节用油。采用双联冷油器，双联滤油器，一用一备的主辅油泵，事故油箱，安全性高。单级汽轮机，汽缸薄，温度太高，没有独立的油系统，汽轮机的润滑油采用底盘上的空间做强制润滑。单级汽轮机结构简单，控制系统及主汽门结构都比较简单，多级汽轮机控制精度高，主汽门采用一体化主汽门，安全可靠性好。多级汽轮机的汽封结构合理，现场能够做到蒸汽零泄漏，单级汽轮机由于结构简单，运行中很容易产生漏气现象。
4、空间布置方面。多级汽轮机转速高，需要安装减速机才能拖动水泵，配置有独立的润滑油站及附属系统，因此需要较大的安装场地。单级汽轮机转速与水泵相同，不需要减速机，没有独立油系统，需要安装场地较小。
通过相关企业工业汽轮机使用情况了解，为降低造价，易于布置，便于维护等原因，多数企业选用单级汽轮机，但是在使用中发现诸多问题和缺陷，例如：单级汽轮机存在阀杆断裂，手动挂闸容易失灵，轴封漏汽量较大，回油不畅，没有设置轴向推力瓦等诸多缺陷。
综合考虑本工程采用单级工业汽轮机。
3热网循环水泵配置方案
热网循环水泵容量及数量的配置选型，应充分考虑厂房空间布置、投资成本、生产期运行调整及维护、供热能力、供热灵活性，安全可靠性等诸多因素。
综合考虑本工程热网循环水泵配置采用2台50%容量的汽动泵+1台35%容量电动备用泵。
原因如下：
1、降低工业汽轮机的造价；
2、运行调整量，检修维护量大大减少；
3、空间布置更加合理；由于工业汽轮机规格尺寸相比电机大很多，同时考虑进排汽管道及辅助设备的布置。
4、当一台泵组故障时投运电动备用泵，可满足不低于75%供热负荷，符合热网安全的设计要求。
4汽动热网循环水泵和电动热网循环水泵方案经济比较
热网循环水泵驱动汽轮机为背压式，计算方法与给水泵汽轮机不同，计算过程如下：
1、考虑采暖期热负荷及检修维护等因素，热网循环水泵设备利用小时数为2400h。
2、输出轴功率为2600kW的循环水泵拖动汽轮机进汽量约为46T/h。
3、从汽轮机热平衡图上看，汽动泵与电动泵方案比较，变化的只是三段至五段抽汽口间汽轮机组缸内汽量，其它条件不变。汽动泵方案三段至五段抽汽口汽缸内汽量减少46T/h，而这46T/h蒸汽在汽轮发电机组功率减少为=46T/h×（三段抽汽焓—五段抽汽焓×汽轮机中压缸内效率×发电机效率×发电机机械效率=46×1000/3600×(3383.7-3002.8) ×0.91×0.99×0.985=4319kW。
4、为保证发电机发电量（也即全年发电计划）不变，汽轮机组需增加进汽量来保证年发电量不变，增加部分发电煤耗按凝汽工况发电煤耗284.9g/kWh。
采暖期增加燃煤量=4319 kW×284.9g/kWh×2400h×2台=5660T
5、年节约厂用电量=3200kW（电泵功率） ×2400h×2=1536万kWh。
采暖期热网循环水泵汽动泵与电动泵方案综合经济比较计算结果见下表：
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注：以上表格中，标准煤价按照540元/吨（含税）；上网电价按照0.406元/kW.h计算。从上表中看汽泵方案经济效益优于电泵方案。
5结语
以上内容只是近些年热电联产机组热网循环泵电动泵改汽动泵过程中一些主要因素的探讨，针对不同企业选择是否改造，如何改造，需要充分考虑当下的煤炭价格，上网电价后做出决定，如何选型配置更是要考虑设备成本，热网首站厂房空间，系统布置空间，运行调整的灵活性，检修维护成本，供热安全性等多方面因素，它没有最优方案，只是选择从哪些方面考虑和取舍。
参考文献
1.热电联产技术与管理 孙奉仲 中国电力出版社 2008-01-01
2.热力网与供热 张开菊 中国电力出版社 2008-01-01