西藏某燃機電廠采暖系統(tǒng)設置方式的分析

摘 要:本文通過對西藏某燃機電廠采暖系統(tǒng)設置的必要性、設計原則和設計方案的分析，闡述了西藏地區(qū)燃機電廠采暖系統(tǒng)的設置特點，對該電廠的采暖系統(tǒng)的設置提出了初步建議。

關鍵詞:采暖系統(tǒng) 熱媒 熱網 燃機電廠

中圖分類號:TU995 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0114-02

1 工程概述

本工程建設1臺容量為180MW的9E級燃油/氣聯(lián)合循環(huán)機組，計劃拆遷廣州華潤南沙熱電廠9E機組。廠址位于拉薩市堆龍德慶縣乃瓊鎮(zhèn)西北面約3km處的堆龍曲南岸，距拉薩市中心直線距離約17km。

2 采暖系統(tǒng)

2.1 室外設計參數(shù)

夏季通風室外計算干球溫度19℃，夏季空調室外計算干球溫度22.8℃，夏季空調室外計算濕球溫度13.5℃，夏季通風室外計算相對濕度54％，冬季采暖室外計算干球溫度－6℃，冬季空調室外計算干球溫度－8℃，冬季空調室外計算相對濕度75%，夏季大氣壓力652.3hPa，冬季大氣壓力650.0hPa，日平均溫度≤＋5℃的天數(shù)149天。

2.2 采暖系統(tǒng)設置的必要性

2.2.1 拉薩地區(qū)采暖現(xiàn)狀

拉薩市地處喜馬拉雅山脈北側，全年多晴朗天氣，降雨稀少，采暖設計室外溫度-6℃，采暖期為149天。一般采暖期為每年11月至次年3月。拉薩市處于高寒地帶，由于青藏高原缺乏煤炭等燃料，拉薩市一直沒有上規(guī)模的集中供暖設施。盡管這個“日光城”每年的日照時間長達3400多個小時，但晝夜溫差大，在漫長的冬季，白天靠太陽取暖，夜間較為寒冷，冬季居住條件艱苦。目前，大多數(shù)單位和居民沒有采暖設施，大多數(shù)建筑仍以自然光采暖為主，部分建筑還以薪柴、牛糞、煤等方式取暖，室內溫度低。近年來，雖然有了水電和部分太陽能設施，可是單個使用成本都比較高，居民使用太陽能基本還停留在大玻璃窗采暖的層面。僅有一些企事業(yè)單位、賓館、旅店使用燃油鍋爐采暖，或者使用電暖器、暖風機和熱泵空調取暖。因此，解決冬季取暖問題一直是困擾拉薩市的一大難題。

2.2.2 本工程采暖系統(tǒng)設置的必要性

在冬季，本工程的工藝系統(tǒng)中很多設備及管道在溫度低于0℃的情況下均有凍結的危險，所以需要考慮采暖設施。如果采用燃油/氣聯(lián)合循環(huán)機組，該機組的運行特性為開啟比較頻繁，幾乎每天都有可能起停。由于該機組是從廣州搬遷至拉薩，兩地冬季的氣象條件差異巨大，一旦機組停止運行，若沒有考慮特殊的防凍措施的話，燃機房，余熱鍋爐房及汽機房內的設備及管道均有凍結危險，引起設備的損壞，無法再次啟動。

2.3 采暖系統(tǒng)主要設計原則

2.3.1 采暖方式的選擇

本工程可供選擇的采暖方式有以下兩種:分散采暖(直接電采暖和熱泵空調)及集中采暖。1)分散采暖:一般分散采暖包括直接電采暖、熱泵采暖、地熱采暖和家用爐具采暖等。為了防止環(huán)境污染，尤其是大氣環(huán)境污染，西藏應嚴格限制煤炭分散燃燒。目前，西藏大部分賓館、飯店和部分企事業(yè)單位用電采暖或者使用燃油鍋爐集中采暖。除了城市熱網集中供熱，電采暖是最便捷的供熱方式之一。電采暖簡單方便，靈活性強，包括直接電熱轉換(即電暖器和電加熱空調)和熱泵空調。根據(jù)相關研究資料表明，直接電采暖的運行費用為熱泵采暖的3倍左右。所以，如果采用電采暖，應盡量使用熱泵型空調設備，降低取暖費開支。熱泵型空調的初投資比直接電采暖設備的初投資要高許多。但是普通的熱泵型空調在冬季室外溫度低于-5℃的情況下，熱泵系統(tǒng)無法運行，完全靠電加熱采暖，非常不經濟。2)集中采暖:集中采暖是國內外集中采暖地區(qū)普遍采用的供暖方式。集中采暖是由集中熱源所產生的蒸汽或熱水通過熱網供給某一地區(qū)生產和生活使用的供熱方式，它由熱源、熱網及熱用戶三個部分組成。熱源主要是熱電站和區(qū)域鍋爐房(工業(yè)區(qū)域鍋爐房一般采用蒸汽鍋爐，民用區(qū)域鍋爐房一般采用熱水鍋爐)，以煤、重油或天然氣為燃料；有的國家已廣泛利用垃圾作燃料。工業(yè)余熱和地熱也可作熱源。熱網分為熱水管網和蒸汽管網。集中采暖的主要優(yōu)點是提高能源利用率、節(jié)約能源。目前，在拉薩市城市集中供熱系統(tǒng)沒有建成的情況下，使用燃油鍋爐集中采暖也是西藏大部分賓館、飯店和部分企事業(yè)單位采取的主要措施，這種采暖方式的末端設備可以采用散熱器/暖風機以及中央空調的末端裝置。經濟性是比較好的。

2.3.2 工程方案

綜合以上分析，本工程擬考慮設置廠區(qū)集中采暖系統(tǒng)，在燃油/氣聯(lián)合循環(huán)機組正常運行的時候，加熱熱源采用機組產生的蒸汽，在機組停止運行的時候，采用采暖鍋爐產生的蒸汽作為備用加熱熱源。作為加熱熱源的蒸汽在采暖換熱站內經過汽水熱交換將作為采暖熱媒的熱水加熱。本工程所在地的夏季空調室外計算(干球)溫度為22.8℃，故對于輔助附屬建筑來說，僅在對于溫度要求較高的控制室中設置空調系統(tǒng)，其余房間不考慮設置空調系統(tǒng)，僅考慮在冬季設置采暖設施，納入廠區(qū)集中采暖系統(tǒng)。這樣大大降低了工程的初投資，以及冬季運行時的電負荷。

2.4 采暖系統(tǒng)主要設計方案

2.4.1 采暖熱媒

(1)采暖熱媒的選擇。電廠比較常用的采暖方式分為蒸汽采暖和熱水采暖。對于燃機電廠宜采用熱水系統(tǒng)，具體理由:1)燃機電廠的各生產建筑物具有易燃、易爆的房間較多，參照GBJ19的規(guī)定及GB50028-1993《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》中5.6.11的規(guī)定，采暖系統(tǒng)宜采用熱水循環(huán)式。2)蒸汽采暖疏水不易回收，漏氣量多，汽耗增大，運行費用比熱水采暖高。經過綜合測算，熱水采暖比蒸汽采暖節(jié)能30%～40%。3)蒸汽采暖表面溫度高，變化大，空氣易干燥，不衛(wèi)生。因為管道和散熱器表面溫度高，灰塵易積聚后產生生化現(xiàn)象并產生異味而污染室內空氣，衛(wèi)生條件差，舒適感差，易燙傷人。由此，對于燃機電廠從安全運行和經濟效益方面考慮，宜采用熱水采暖。

(2)采暖熱媒的來源。本工程的采暖熱媒采用110/70℃熱水，來自位于采暖鍋爐房內的采暖換熱站。加熱熱媒為熱機專業(yè)提供的0.4MPa飽和蒸汽。采暖換熱系統(tǒng)選用一套汽水換熱機組，主要參數(shù)為:被加熱水供回水溫度:110/70℃，加熱蒸汽參數(shù):0.4MPa(表壓)飽和蒸汽，蒸汽耗量:2.5t/h，供熱量:2×1000kW，循環(huán)水量:26m3/h。主要設備包括汽水換熱器2臺；循環(huán)水泵2臺，一臺運行，一臺備用；選用一臺補水泵，補水點壓力0.2MPa。熱水采暖系統(tǒng)補充水的備用水源為除鹽水，由化水專業(yè)提供。換熱器蒸汽冷凝水首先用于系統(tǒng)補水，剩余部分送至冷凝水回收管網。

2.4.2 加熱熱源

采暖系統(tǒng)所用蒸汽加熱熱源來自熱機專業(yè)的輔汽系統(tǒng)。在聯(lián)合循環(huán)機組正常運行的時候，輔汽聯(lián)箱的蒸汽來自余熱鍋爐低壓蒸汽；在機組停止運行的時候，輔汽聯(lián)箱的蒸汽就需要采用備用熱源，備用熱源來自采暖鍋爐。采暖鍋爐房的配置，選擇蒸汽鍋爐兩臺，一用一備，設備主要參數(shù)滿足采暖要求，鍋爐的燃料可采用燃油或燃氣。

2.4.3 室內采暖系統(tǒng)

主廠房按維持室內+5℃采暖計算冬季采暖熱負荷，計算時不考慮設備和工藝管道的散熱量。汽機房采暖采用散熱器，分別設置于在底層、夾層及運轉層。余熱鍋爐房采暖采用散熱器和暖風機聯(lián)合系統(tǒng)。為了降低“煙囪效應”對鍋爐房冬季采暖的不利影響，本著安全、可靠、節(jié)約能源的原則，從設計和運行管理上采取以下措施:①鍋爐房下部采取封堵措施，盡可能將運轉層平臺封閉，減少0.00m層的冷風滲透量；②在運行管理上要避免冬季鍋爐直接從室內吸風。在其他需要采暖的輔助生產及輔助建筑內也均采用散熱器采暖。本工程的建筑物采暖熱指標根據(jù)《火力發(fā)電廠采暖通風空氣調節(jié)設計技術規(guī)定》DL/T5035-2004中的規(guī)定選取。全廠采暖負荷統(tǒng)計表如表1所示。

2.4.4 廠區(qū)采暖熱網

熱能輸送由熱網承擔，供熱管道由鋼管、保溫層和保護層組成，其結構和材料選擇依敷設而異。本工程全廠設置采暖熱網，廠區(qū)采暖管網的敷設范圍:主要包括廠區(qū)所有新建的需要采暖的建筑物、生產輔助建筑物等。廠區(qū)采暖管網采用枝狀結構，采暖熱網采用雙管閉式循環(huán)系統(tǒng)。管道敷設有架空、管溝和直埋三種方式。本工程廠區(qū)熱網采用直埋管道敷設或者架空方式將熱水送至各用戶，直埋管道采用工廠化高密度聚乙烯保護層聚氨酯硬質泡沫塑料預制保溫管。在自然補償不能滿足要求的前提下，采暖熱網管道的補償器采用直埋波紋補償器。

3 結論

通過以上對比分析可以看出，本工程設置集中采暖系統(tǒng)有以下優(yōu)點:(1)不僅滿足了工藝專業(yè)的要求，使工藝專業(yè)不再額外地考慮冬季防凍措施，同時也滿足了冬季廠區(qū)生產生活對于溫度的要求，設置散熱器能讓熱量分布更均勻。(2)主要利用了電廠已有設備產生的蒸汽作為熱源，減少了電能的消耗，節(jié)能效果明顯，也降低了電廠廠用電指標。(3)由于集中采暖系統(tǒng)的設置，而減少了大量的熱泵+電熱型分體空調，對于初投資和運行費用都具有顯著的改善作用。

參考文獻

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