淺談循環(huán)水供熱技術(shù)王長(zhǎng)礦山東國(guó)源設(shè)計(jì)咨詢有限公司山東250014摘要:冬季釆暖工程是全國(guó)各地大中小城市為了改善城區(qū)居住環(huán)境,提高人民生活水平,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的社會(huì)性大工程。汽輪機(jī)降低真空運(yùn)行,循環(huán)水溫做為冬季供暖是一項(xiàng)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都十分顯著的節(jié)能技術(shù)。關(guān)鍵詞:循環(huán)水供熱技術(shù)中圖分類號(hào):TU833文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):前言隨著國(guó)家《能源法》的頒布實(shí)施和世界能源的日益短缺,企業(yè)的節(jié)能工作顯得越來(lái)越重要了。一個(gè)熱電廠,廠內(nèi)的綜合熱效率僅為30%40%,其它熱量白白損失掉了,而其中最大的就是凝汽器的冷源損失,約占總損失的60%。如何降低冷源損失,提髙全廠熱效率、達(dá)到節(jié)能挖潛的目的,是目前急待解決的問(wèn)題循環(huán)水供熱的實(shí)用性我國(guó)大多數(shù)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠屬抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn),抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組的主要生產(chǎn)過(guò)程是:鍋爐中的水吸收煤燃燒時(shí)放出的熱量后,變成具有一定壓力和溫度的高速蒸汽,這種蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的葉片旋轉(zhuǎn),并帶動(dòng)同軸的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電;做完功的低溫低壓蒸汽(0.0049MPa,32℃)乏汽送入凝汽器中被廠內(nèi)閉式的循環(huán)水不斷冷卻凝結(jié)成水,然后由給水泵提高壓力后再送回鍋爐繼續(xù)加熱進(jìn)行往復(fù)循環(huán)。低溫低壓蒸汽在凝結(jié)過(guò)程中釋放岀的大量汽化潛熱(約2400kJkg)被循環(huán)水吸收后,循環(huán)水溫度升高,然后由循環(huán)水泵送入冷卻塔與空氣進(jìn)行熱量交換,水溫降低后再次進(jìn)入凝汽器冷卻汽輪機(jī)排出的乏汽,周而復(fù)始。在此交換過(guò)程中,通過(guò)循環(huán)水帶到冷卻塔排入大氣中的熱量約占總能量的73%,形成了“冷源損失”,造成了較嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。在我國(guó)的東北地區(qū)有些供熱企業(yè)利用凝汽式汽輪機(jī)組低真空運(yùn)行排汽凝結(jié)時(shí)放出的熱量向外供熱。該種供熱方式是將凝汽器中乏汽的壓力提高,也就是降低凝汽器的真空度,提高冷卻水溫,將凝汽器改為供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)加熱器,而冷卻水直接用作熱網(wǎng)的循環(huán)水。因此該種供熱方法稱為凝汽杋組惡化真空供熱,俗稱低溫循環(huán)水供熱。該方法在不新增電廠裝機(jī)容量和不增加當(dāng)?shù)匚廴疚锱欧诺那闆r下,可增大H中國(guó)煤化工大量CNMHG因?yàn)檎舭l(fā)而損失的循環(huán)冷卻水:并且還有建設(shè)周期短,投資小的優(yōu)點(diǎn)。因此這是種極具吸引力的城市供熱新形式、循環(huán)水供熱的經(jīng)濟(jì)效益分析1多發(fā)電方面的收入采用汽輪機(jī)低真空運(yùn)行,以6NW機(jī)組為例,比原來(lái)利用抽汽供暖每噸蒸汽可多發(fā)電124kW·h(因?yàn)槌槠麥囟?11℃,而低真空運(yùn)行排汽溫度為70℃),按現(xiàn)在每年我市冬季采暖面積為100萬(wàn)m,采暖時(shí)間115天。每萬(wàn)平方米住宅面積在膠東地區(qū)每小時(shí)需1噸蒸汽,用電單價(jià)為0.50元/(kw·h)計(jì)算,每年冬季采暖期利用該技術(shù)可多發(fā)電收入為:W1=100×24×115×124×0.5元=1711.2萬(wàn)元2節(jié)約冷凝水收入利用該技術(shù)在冬季采暖期完全關(guān)停冷卻塔,把汽輪機(jī)排汽溫度完全加熱到循環(huán)冷卻水中,使熱能全部利用。原抽汽供暖不能把供岀的蒸汽冷凝水回收。這部分冷凝水按成本價(jià)20元/t計(jì)算,每年冬季收入為W2100×115×24×20=552萬(wàn)元3節(jié)約人力、設(shè)備及換熱站的投資利用該技術(shù)是把熱電廠汽輪機(jī)加熱的循環(huán)水直接供到千家萬(wàn)戶,不需建設(shè)各區(qū)換熱站,這樣可以節(jié)約管理?yè)Q熱站的人力和換熱站所有設(shè)備的投資及固定廠房、供電、供汽、供水系統(tǒng)等。4具有布局合理、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)該技術(shù)供水溫度在70℃以下,管道膨脹比蒸汽管道小好幾倍,可以直埋地下,避免了原來(lái)蒸汽管道在城區(qū)內(nèi)架空安裝,并設(shè)有許多過(guò)道彎和膨脹彎,影響市區(qū)美觀。布局合理是指該供暖系統(tǒng),可以按照市街道規(guī)劃處所布局的生活居住的大小設(shè)計(jì)各街道的地下供水管道,形成整個(gè)市區(qū)的閉式供回水管網(wǎng),減少了各城區(qū)內(nèi)多處建設(shè)的蒸汽換熱站,并減少了到換熱站的蒸汽管道和換熱后的供水管道。使管網(wǎng)布局最為合理。安裝方便是指該供暖的供回水管網(wǎng)直接沿街道延伸到各住戶樓接口。各住戶樓可以直接接入使用,非常方便。不需要象原來(lái)到各分區(qū)換熱站內(nèi)接入供暖系統(tǒng)。5具有運(yùn)行安全可靠、溫度全天舒適的優(yōu)點(diǎn)該技術(shù)是由熱電廠汽輪機(jī)冷卻系統(tǒng)與各采暖用戶構(gòu)成的封閉循環(huán),所以只要熱電廠不發(fā)生重大事故,該采暖系統(tǒng)均可穩(wěn)定運(yùn)行,不受區(qū)域性停水停電的影響,故運(yùn)行安全可靠。又因?yàn)閷偎到y(tǒng),并且全天汽輪機(jī)中國(guó)煤化工用戶CNMHG需要的溫度來(lái)調(diào)整電負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行,所以保證天天24小時(shí)室內(nèi)溫度舒適。三、循環(huán)水供熱技術(shù)措施由于機(jī)組提高排汽溫度,降低凝汽器真空,改變了機(jī)組的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù),勢(shì)必對(duì)機(jī)組造成一定的影響,為保障機(jī)組安全,解決了以下問(wèn)題。1凝汽器承壓?jiǎn)栴}用戶如處于平原地區(qū),循環(huán)水所需壓力不大,回水壓力般在0.2Pa。而凝汽器的承壓能力為0.6MPa,是滿足的,但是為了預(yù)防熱網(wǎng)突然解列等特殊情況,還需要采取以下措施。(1)熱水循環(huán)泵取2臺(tái),互為備用,互相聯(lián)鎖,保證熱網(wǎng)正常循環(huán)。(2)在熱用戶回水管路上加裝安全閥,保證回水壓力不超過(guò)0.2MPa。(3)供熱循環(huán)水回路上安裝逆止閥2銅管結(jié)垢問(wèn)題雖然排汽溫度升高易引起銅管的結(jié)垢,但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化學(xué)處理過(guò)的軟化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品質(zhì)有很大提高。相對(duì)于以前該機(jī)的循環(huán)水狀況來(lái)說(shuō),情況大大改善,結(jié)垢問(wèn)題比以前減少。另外還定期用膠球清洗裝置對(duì)凝汽器進(jìn)行清洗。3供熱循環(huán)水補(bǔ)充水問(wèn)題供熱循環(huán)水采用軟化水,需在交換站內(nèi)安裝一套軟化水處理裝置、1臺(tái)凝結(jié)水箱和2臺(tái)補(bǔ)水泵,專門用于循環(huán)水補(bǔ)水,補(bǔ)水泵采用變頻控制,以便控制補(bǔ)水壓力恒定。4釆暖區(qū)域的選擇及改造選擇工程改造比較簡(jiǎn)便,供熱距離較短、壓損小運(yùn)行管理也比較方便,并且還可以保留此熱交換站做為緊急情況下的熱源補(bǔ)充。四、循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障的處理釆用凝汽機(jī)組的循環(huán)水供暖,需要機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。如果機(jī)組由于種種原因造成停運(yùn),則循環(huán)水供熱所需的排汽熱源消失,循環(huán)水供熱達(dá)不到采暖要求,因此必須有循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障時(shí)的補(bǔ)救措施。1機(jī)組啟停過(guò)程中,為保證供熱的穩(wěn)定性,需要進(jìn)行2個(gè)系統(tǒng)的切換。機(jī)組啟動(dòng)前,采用交換站供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱:機(jī)組正常帶負(fù)荷運(yùn)行后,再逐漸切換到循環(huán)水供暖系統(tǒng)中。2機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)循環(huán)水溫升減小,不能保證供暖需求時(shí),需要利用交換站內(nèi)熱交換設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行二次補(bǔ)充加熱,以達(dá)到采暖水網(wǎng)的溫度要求3外界氣溫升高,回水溫度升高,不能滿足機(jī)組中國(guó)煤化工熱用CNMHG戶切換的方法,將原換熱站供暖的用戶切換到循環(huán)水供熱系統(tǒng)中來(lái):氣溫下降后再將這部分用戶切換回原換熱站,以保證機(jī)組出力。同時(shí)保留原冷卻塔系統(tǒng),部分循環(huán)水還可以進(jìn)入冷卻塔循環(huán)回路進(jìn)行冷卻通過(guò)降低凝汽機(jī)組真空,提高排汽溫度,利用循環(huán)水供熱來(lái)降低冷源損失是非常成功的,改造比較簡(jiǎn)單,設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行,特別是節(jié)能效果顯著,經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。利用汽輪機(jī)低真空運(yùn)行,循環(huán)冷卻水采暖技術(shù),屬于目前國(guó)內(nèi)冬季采暖最先進(jìn)的方法,具有諸多好處和顯著的經(jīng)濟(jì)效益,并且符合國(guó)家規(guī)定的熱電廠以熱定電運(yùn)行方式結(jié)束語(yǔ)城市建設(shè)的快速發(fā)展,城區(qū)供熱面積不斷增大,現(xiàn)有熱電廠的供熱能力已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的供熱需求,供熱面積的急速增加與熱源建設(shè)的相對(duì)滯后,形成的供熱供需矛盾日益突出。在此狀況下,如何挖掘供熱機(jī)組的最大供熱潛力在不增加熱源建設(shè)規(guī)模的情況下滿足廣大的市場(chǎng)需求,是熱電企業(yè)現(xiàn)階段需解決的問(wèn)題參考文獻(xiàn)1]蔡永久.供暖循環(huán)泵的性能及改造硏究[J].民營(yíng)科技.2012(10)[2]馬新建.城市熱力管道安裝施工工藝分析[J].科技風(fēng).2012(14)[3]趙曉海.淺議供熱工程直埋管道保溫技術(shù)[J].科技風(fēng).2012(14)[4]胡朝貴.水暖管道水力失調(diào)現(xiàn)象的分析與應(yīng)對(duì)措施「J].黑龍江科技信息.2012(27)中國(guó)煤化工CNMHG