后L綜述第5卷第28期CONSTRUCTION2015年10月電廠循環(huán)水供熱系統(tǒng)研究魯九國(guó)滕州市熱力有限公司山東滕州277500摘要:根據(jù)電廠電廠內(nèi)存在大量循環(huán)冷卻水余熱(大部分為凝汽器汽化潛熱)的現(xiàn)狀,提岀以電廠循環(huán)水為低位熱源、利用換熱站升溫后供熱的一種城市集中供熱新形式。本文分析了循環(huán)水佘熱用于供熱不同的系統(tǒng)形式及各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性,以滕州市熱電廠的調(diào)研結(jié)果為依據(jù)對(duì)循環(huán)水區(qū)域供熱的總體節(jié)能和環(huán)保效益進(jìn)行了估算,結(jié)合與傳統(tǒng)區(qū)域供熱方式的經(jīng)濟(jì)性比較,指岀了回收循環(huán)水余熱用于區(qū)域供熱的方式確實(shí)具備了大規(guī)模實(shí)施的條件。關(guān)鍵詞:循環(huán)水熱電聯(lián)產(chǎn);區(qū)域供熱;節(jié)能中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1.前言其運(yùn)行也是“以熱定電”,因而只適用于用戶熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的供滕州市擁有規(guī)模較大大的城市熱力網(wǎng),其供熱面積已達(dá)3000熱系統(tǒng);其次,凝汽式汽輪機(jī)改造為低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱時(shí)萬(wàn)平米。采暖能耗占全市建筑能耗總量的約55%。預(yù)計(jì)到2018對(duì)小型機(jī)組和少數(shù)中型機(jī)組在經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的變工況運(yùn)行計(jì)算,對(duì)排年北京熱電廠的供熱能力都將達(dá)到極限,能源供需矛盾非常突出。汽缸結(jié)構(gòu)、軸向推力的改變、軸封漏汽、末級(jí)葉輪的改造等等方而新建大型熱電廠投資高、建設(shè)周期長(zhǎng),并受到城市環(huán)境容量的面做嚴(yán)格校核和一定改動(dòng)后,可以實(shí)行。強(qiáng)烈制約。因此,開(kāi)展能源的高效利用和循環(huán)利用,充分挖掘現(xiàn)3對(duì)某熱電廠低真空循環(huán)水供熱分析有熱電聯(lián)產(chǎn)熱源的能力,是降低建筑采暖能耗的重要途徑之一。滕州市某熱電廠的機(jī)組配置2臺(tái)抽凝機(jī)組,其中一臺(tái)12MW抽滕州市的熱電廠即使在冬季最大供熱工況下,也必須有占電凝機(jī)組與一臺(tái)50MW抽凝機(jī)組廠總能耗10~30%的熱量由循環(huán)水(一般通過(guò)冷卻塔)排放到環(huán)3.112MW抽凝機(jī)組的分析境。圖1所示為一個(gè)典型的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的能流分布。在該機(jī)組3.1112MW抽凝機(jī)組的技術(shù)參數(shù)中有19%的燃料能量以廢熱形式通過(guò)循環(huán)水排掉。根據(jù)調(diào)研,滕型號(hào):C12—50/10型州市的發(fā)電廠冬季可利用的循環(huán)水余熱資源量就達(dá)9MW以上如果有效回收這部分余熱量,相當(dāng)于在不新增電廠裝機(jī)容量和不設(shè)計(jì)排汽壓力:0.0059MPa增加當(dāng)?shù)匚廴疚锱欧诺那闆r下,新增供熱面積1000萬(wàn)平方米以0.094MPa上,同時(shí)節(jié)約大量因?yàn)檎舭l(fā)而損失的循環(huán)冷卻水,因此這是一種循環(huán)水流量:280h極具吸引力的城市集中供熱新形式。熱網(wǎng)供水溫度:tg≈60℃供水焓值:hg=251.5kJkg熱網(wǎng)回水溫度:th≈45℃回水焓值:hh=209.3kJk循環(huán)泵電機(jī):220kW2臺(tái)3.1,212MW抽凝機(jī)組熱力計(jì)算數(shù)據(jù)褻1計(jì)算數(shù)據(jù)排汽溫度排汽壓力凝結(jié)器真空出口焙值機(jī)組降減少做功℃ /MPa /MPa /kJ.kg1/Jkg1/%heat rejection of condenser360.0059-0.0942565775700.031161-0.068839266.8713.28.0750.03548-0.0614522635.3704.79.1圖1熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組能流分布圖800.04739-0.0526412643.8696.210.21—鍋爐;2—凝汽式汽輪機(jī);3—發(fā)電機(jī);4—凝汽器;5—凝可以看出,如果將機(jī)組排汽溫度提高到70℃,機(jī)組的發(fā)電功水泵;6—除氧器水箱;7—鍋爐給水泵率下降8.0%,就可將循環(huán)水溫加熱到60℃以上,盡管供水溫度不2系統(tǒng)基本形式高,但采用低溫度直供大流量的方法,可滿足冬季采暖的需求。由于正常情況下循環(huán)水的溫度比較低(一般冬季20~35℃)3.13循環(huán)水供熱可帶采暖面積計(jì)算達(dá)不到直接供熱的要求,要用其供熱,必須想辦法適當(dāng)提高其溫滕州市單位采暖面積所需熱量為0.045kW/m2;循環(huán)水放出熱度。目前在利用電廠循環(huán)水余熱供熱方面,國(guó)內(nèi)外發(fā)展和應(yīng)用比量為32822kW;可供采暖面積為729萬(wàn)m2較多的是汽輪機(jī)組低真空運(yùn)行,即降低排汽缸真空,提高乏汽溫3.250MW抽凝機(jī)組的分析度,用排汽加熱循環(huán)冷卻水作為熱網(wǎng)熱水,或?qū)⒛髯鳛闊峋W(wǎng)3.2.150MW抽凝機(jī)組的技術(shù)參數(shù)的一級(jí)加熱器,從而實(shí)現(xiàn)利用汽輪機(jī)乏汽余熱供熱的目的。汽輪型號(hào):C50-8.82/1.0型發(fā)電機(jī)組低真空運(yùn)行供熱理論上可以實(shí)現(xiàn)很高的能源利用效率,設(shè)計(jì)排汽溫度:36℃國(guó)內(nèi)外都有很多研究和成功運(yùn)行的實(shí)例,技術(shù)已很成熟,但是該設(shè)計(jì)排汽壓力:0.0059MPa技術(shù)主要受到兩方面的限制:首先,低真空運(yùn)行機(jī)組類似于熱電設(shè)計(jì)真空值:-0.094MPa廠中的背壓機(jī)組,其通過(guò)的蒸汽量決定于用戶熱負(fù)荷的大小,所循環(huán)水流量:9000以發(fā)電功率受用戶熱負(fù)荷的制約,不能分別地獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié),即熱網(wǎng)供水溫度:tg≈60℃供水焓值:hg=251.5kJkg第5卷第28期綜述2015年10月CONSTRUCTIONI后熱網(wǎng)回水溫度:th≈45℃回水焓值:hh=209.3kJ/kg34循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障的補(bǔ)救措施循環(huán)泵電機(jī):450kW2臺(tái)采用凝汽機(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3.2.250MW熱力計(jì)算數(shù)據(jù)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,循降低凝汽器真空,提高循環(huán)水溫度后的計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表1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)的褻1計(jì)算數(shù)據(jù)補(bǔ)救措施。1、在熱電廠內(nèi)新建一座供熱能力為300萬(wàn)平米的換熱站,循排汽溫度排汽壓力凝結(jié)器真空出口值機(jī)組焓降減少做功MPa /MPa/ kJ. kg/J·k環(huán)水供熱與交換站供熱設(shè)備并聯(lián),可互為備用,互相切換360.0059-0.09425652、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700.031161-0.068892636.8713.28.0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750.03548-0.0614522635.3704.79.1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800.047359-0.0526412643.8696.210.23、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,以可以看出,如果將機(jī)組排汽溫度提高到70℃,機(jī)組的發(fā)電功達(dá)到采暖水網(wǎng)的溫度要求率下降80%,就可將循環(huán)水溫加熱到60℃以上,盡管供水溫度不4、外界氣溫升高,回水溫度升高,不能滿足機(jī)組冷凝需要高,但采用低溫度大流量的方法,可滿足冬季采暖的需求。時(shí),采用備用熱用戶切換的方法,將原換熱站供暖的用戶切換到3.2.3循環(huán)水供熱可帶采暖面積計(jì)算循環(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滕州市單位采暖面積所需熱量為α.045kwm;循環(huán)水放岀熱站,以保證機(jī)組岀力。同時(shí)保留原冷卻塔系統(tǒng),部分循環(huán)水還可為105500kW;可供采暖面積為2344萬(wàn)m以進(jìn)入冷卻塔循環(huán)回路進(jìn)行冷卻。3.3機(jī)組及管網(wǎng)的安全性分析由于機(jī)組提高排汽溫度,降低凝汽器真空,改變了機(jī)組的設(shè)節(jié)能及環(huán)保效益計(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1、節(jié)能效益計(jì)算決了以下問(wèn)題。汽輪機(jī)改為低真空供熱后回收蒸汽熱量13832kW,管網(wǎng)熱損3.31凝汽器承壓?jiǎn)栴}失5%計(jì)算,則可供熱用戶的熱量為131406KW.若采暖建筑物的熱該廠所帶熱用戶處于平原地區(qū),循環(huán)水所需壓力不大,回水負(fù)荷指標(biāo)取45W/m2(55 Calm2),可供采暖面積為292×10平方米壓力一般在0.2MPa。而凝汽器的承壓能力為06MPa,是滿足的與分散的小鍋爐供熱相比,采暖期供熱的節(jié)約標(biāo)煤耗量為但是為了預(yù)防熱網(wǎng)突然解列等特殊情況,還采取了以下措施7830t1、熱水循環(huán)泵取3臺(tái),互為備用,互相聯(lián)鎖,保證熱網(wǎng)正常2、與建蒸汽換熱站相比較,節(jié)約用地3400平方米,節(jié)省費(fèi)循環(huán)。用1529萬(wàn)元,每年節(jié)約運(yùn)營(yíng)費(fèi)用約13857萬(wàn)元;同時(shí)網(wǎng)損降低,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)每年降低成本15052萬(wàn)元(汽網(wǎng)網(wǎng)損23%,水網(wǎng)網(wǎng)損1~5%)0.2MPa。3、環(huán)境效益計(jì)算3、供熱循環(huán)水回路上安裝逆止閥。由低真空供熱的熱量為498GJ/h,若小鍋爐的平均熱效率取4、為了防止機(jī)組改為低真空運(yùn)行后軸向推力增加,對(duì)原汽封0.65,原煤的低位發(fā)熱量取23000KJh,該項(xiàng)目年可減少排CO2的系統(tǒng)進(jìn)行改造,將前汽封平衡盤(pán)漏氣改至低壓加熱器,平衡因工排放量為47000噸、SO2的排放量為1350噸。另外還減少了由此帶況變化造成軸向推力增,確保動(dòng)靜部分間隙基本不變,機(jī)組振動(dòng)來(lái)煙塵的污染和原煤及灰渣運(yùn)輸?shù)奈廴?。無(wú)變化采暖循環(huán)水供熱,將以往被排放掉的汽化潛熱重新充分利用,3.3.2銅管結(jié)垢問(wèn)題變廢為寶,為企業(yè)節(jié)省了有限的能源、減少了污染物排放量,為雖然排汽溫度升高易引起銅管的結(jié)垢,但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益,為社會(huì)創(chuàng)造了環(huán)境效益。在熱電行業(yè)具有學(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)有極大的推廣價(jià)值。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」參考文獻(xiàn)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)行清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心,2007中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展清洗研究報(bào)告.20073.3供熱循環(huán)水補(bǔ)充水問(wèn)題2]張世鋼熱電聯(lián)產(chǎn)中的深度余熱回收技術(shù)研究清華大學(xué)博供熱循環(huán)水采用軟化水,需在交換站內(nèi)安裝一套軟化水處理士后研究報(bào)告,2006.8裝置、1臺(tái)凝結(jié)水箱和2臺(tái)補(bǔ)水泵,專門(mén)用于循環(huán)水補(bǔ)水,補(bǔ)水泵「3]季杰等.以電廠循環(huán)水為熱源利用熱泵區(qū)域供熱的可行性采用變頻控制,以便控制系統(tǒng)壓力恒定分析暖通空調(diào),2005,35(2):104-107文章被我刊收錄,以上為全文。此文章編碼:201502133