低溫循環(huán)水供熱改造技術(shù)淺析

楊明月,朱志華（南京蘇夏工程設(shè)計(jì)有限公司,南京　210036）

低溫循環(huán)水供熱改造技術(shù)淺析

楊明月,朱志華
（南京蘇夏工程設(shè)計(jì)有限公司,南京210036）

摘要：凝汽機(jī)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,可增大供熱面積,同時(shí)節(jié)約大量因?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)。因此這是一種極具吸引力的城市供熱新形式。

關(guān)鍵詞：低溫循環(huán)水供熱；熱電聯(lián)產(chǎn)；改造技術(shù)

1　引言

隨著城市規(guī)模及經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)顯得越發(fā)的重要，作為節(jié)能、優(yōu)化城市環(huán)境、提高供熱質(zhì)量的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，無疑會(huì)起到非常重要的作用。城市集中供熱的實(shí)現(xiàn)對(duì)改善城市環(huán)境質(zhì)量，提高城市品位，增強(qiáng)城市競爭實(shí)力，具有很高的環(huán)保效益及深遠(yuǎn)的社會(huì)效益，是一個(gè)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，也是提升城市人民生活水平的重要標(biāo)志。

2　低溫循環(huán)水利用現(xiàn)狀

目前我國大多數(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)組的生產(chǎn)交換過程中，通過循環(huán)水帶到冷卻塔排入大氣中的熱量約占總能量的70%左右,形成了冷源損失，造成了較嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。

在我國的北方地區(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機(jī)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,可增大供熱面積,同時(shí)節(jié)約大量因?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)。因此這是一種極具吸引力的城市供熱新形式。

3　低溫循環(huán)水供熱改造原理及案例分析

由于正常情況下循環(huán)水的溫度比較低（一般冬季20～35℃），達(dá)不到直接供熱的要求，要利用循環(huán)水供熱，必須想辦法適當(dāng)提高其溫度。中小型凝汽式汽輪機(jī)可以通過降低排汽缸真空從而提高循環(huán)水溫度（60～80℃）的方法進(jìn)行供熱，并且不需要對(duì)機(jī)組結(jié)構(gòu)進(jìn)行太大的改造。但傳統(tǒng)的低真空運(yùn)行機(jī)組類似熱電廠中的背壓機(jī)組，其通過的蒸汽量決定余熱負(fù)荷的大小，所以發(fā)電功率受用戶熱負(fù)荷的制約，不能分別獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而只適用于用戶熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)。但有的供熱負(fù)荷初期需求量較小，隨著供熱小區(qū)的開發(fā)與擴(kuò)大，用熱需求逐年增大，而低真空運(yùn)行機(jī)組的乏汽量又是一定的，提供的熱量也是一定的，這就存在一個(gè)問題，供熱初期，機(jī)組提供的熱量大于供熱需要的熱量，而熱用戶對(duì)供熱的需求又十分迫切，如果實(shí)施供熱，會(huì)因熱用戶太少，循環(huán)水回水溫度過高，凝汽器真空度過小，對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行造成影響，

山東某電廠廠內(nèi)現(xiàn)有2×35t/h循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，2×7.5MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組總?cè)萘繛?5MW。根據(jù)目前垃圾處理量，一臺(tái)機(jī)運(yùn)行，一臺(tái)備用，廠內(nèi)汽機(jī)排汽循環(huán)冷卻系統(tǒng)共建有兩臺(tái)凝汽器，一座冷卻塔，每臺(tái)機(jī)組冷卻循環(huán)水量為1660t/h，凝汽器循環(huán)水入口溫度約25℃，出口溫度約33℃。為了提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，滿足衡德工業(yè)園區(qū)對(duì)集中供熱的需求，電廠擬通過供熱改造，欲滿足40萬平米供暖面積的采暖需求。

經(jīng)過對(duì)熱源廠的分析，運(yùn)行鍋爐的小時(shí)平均蒸發(fā)量為26.4t/h，凝汽器最大平均凝汽量約為25.86t/h，以排汽壓力0.027MPa計(jì)，排汽溫度為66.2℃，其能夠提供的熱量最高為59.38GJ/h，一個(gè)供暖期（以120天計(jì)）能夠提供的熱量最高為17.1×104GJ。

在計(jì)劃供熱面積40萬平米時(shí)，供熱熱量需求為14.8×104GJ，而一臺(tái)機(jī)改低真空運(yùn)行后一個(gè)供暖期能夠提供的熱量最高為17.1×104GJ，考慮到系統(tǒng)散熱損失及負(fù)荷波動(dòng)情況，取最大供熱量的80%，為13.7×104GJ，由此驗(yàn)證，可滿足平均供熱負(fù)荷為13.2MW，最大計(jì)算供熱負(fù)荷18.5MW，最大供熱面積37萬平米。

但供熱初期（1～2年內(nèi)）的采暖面積僅8～15萬平米，而一期機(jī)組改造后可供熱面積約為37萬平米，此種情況會(huì)導(dǎo)致回水溫度過高，對(duì)凝汽器的正常運(yùn)行造成影響，為了保證凝汽器正常安全的運(yùn)行，筆者考慮在回水母管上增設(shè)一套水水板式換熱器（詳見圖1），將熱網(wǎng)循環(huán)水回水中多余的熱量進(jìn)行熱交換，保證進(jìn)入凝汽器的回水水溫不超過45℃，板式換熱器的冷卻循環(huán)水進(jìn)水由廠內(nèi)的冷卻塔吸水井接來，出水接至廠內(nèi)冷卻塔冷卻，通過調(diào)節(jié)冷卻循環(huán)水的水量來控制熱網(wǎng)循環(huán)水回水的溫度（小于等于45℃）。另汽輪機(jī)的空冷器和冷油器的循環(huán)冷卻水也可接至板式換熱器的冷卻循環(huán)水母管上，改造后，冬季冷卻塔系統(tǒng)的冷水池內(nèi)的水可一直保持流動(dòng)狀態(tài)，防止冷卻塔內(nèi)水結(jié)冰，保證供熱期間整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

改造后在采暖面積不超過35萬平米的情況下，在冬天遇極寒天氣時(shí)可以通過減少板式換熱器冷卻循環(huán)水的水量，提高熱網(wǎng)循環(huán)水的供回水溫差（從12℃左右提高到15℃左右），解決冬天極寒天氣時(shí)用戶正常取暖的問題。

4　結(jié)束語

對(duì)于初期采暖面積小，但需求迫切的用戶來說，通過在循環(huán)水回水管上增設(shè)板式換熱器能夠較好的解決用戶短期內(nèi)的供熱問題，但在熱用戶較少的情況下，經(jīng)濟(jì)收益不是很理想，隨著熱用戶的逐年增長，經(jīng)濟(jì)性也會(huì)相應(yīng)的增加，相比將這部分熱量通過冷卻塔排入大氣當(dāng)中，不僅節(jié)約了電廠自身水和電的成本，還有一定的收益，隨著熱用戶的不斷增加，收益也將越來越好，熱電聯(lián)產(chǎn)是國家鼓勵(lì)發(fā)展的通用節(jié)能技術(shù)，符合國家的節(jié)能減排政策，它能顯著提高能源綜合利用率和電廠的綜合效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚善新.火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水作為預(yù)制敷設(shè)采暖系統(tǒng)熱源的可行性探討[J].區(qū)域供熱,2011(04).

[2]朱奇,陳鵬帥.低真空循環(huán)水供熱機(jī)組改造相關(guān)問題探討[D].大機(jī)組供熱改造與優(yōu)化運(yùn)行技術(shù),2012年會(huì)論文集.

作者簡介：楊明月，女，助理工程師，主要從事：熱工、外管專業(yè)設(shè)計(jì)工作。