165MW機(jī)組熱網(wǎng)系統(tǒng)改造及邏輯設(shè)計(jì)

曹會(huì)會(huì)，曹燕燕

CAO Hui-hui1 , CAO Yan-yan2

（1.蘭州西固熱電有限公司，蘭州 730060；2.河北北方學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院，張家口 075000）

0 引言

蘭州西固熱電有限責(zé)任公司位于蘭州市西固工業(yè)區(qū)，是西北最大的供熱電廠，主要承擔(dān)周邊地區(qū)石化、紡織等大型國有企業(yè)的生產(chǎn)供熱和居民采暖供熱。于1999年建成俄羅斯生產(chǎn)的∏T-140/165-130/15-2型機(jī)組兩臺(tái)，E-420-13.7-560KT型超高壓汽包爐4臺(tái)，鍋爐總蒸發(fā)量1680t/h。2008年建成2×330MW供熱機(jī)組，為蘭州市的西固區(qū)、七里河及城關(guān)區(qū)部分區(qū)域供熱，總供熱面積960萬平方米，供熱量為1728GJ/h。

隨著蘭州地區(qū)工業(yè)布局的改變，規(guī)劃新建規(guī)模工業(yè)項(xiàng)目在蘭州市新區(qū)建設(shè)，市區(qū)已有工業(yè)規(guī)模不再擴(kuò)大，西固熱電公司的對(duì)外工業(yè)供熱呈下降趨勢(shì)，依據(jù)蘭州市西熱東輸供熱工程要求，蘭州市熱力公司對(duì)西固熱電公司進(jìn)一步擴(kuò)大蘭州市區(qū)域采暖供熱增加供熱能力提出了具體要求，要求在2015年實(shí)現(xiàn)可供采暖面積1320萬平方米[1]。

綜上所述，蘭州西固熱電公司恢復(fù)采暖系統(tǒng)及利用富裕的工業(yè)熱負(fù)荷增加對(duì)外供熱能力的市場(chǎng)前景是非常樂觀的。

1 改造的必要性

蘭州西固熱電公司2×165MW機(jī)組建成后，主要承擔(dān)了滿足蘭州石化公司生產(chǎn)需要的工業(yè)熱負(fù)荷，采暖系統(tǒng)一直沒有利用，設(shè)備及管道腐蝕嚴(yán)重。隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和規(guī)劃的需要，西固熱電公司對(duì)外工業(yè)熱負(fù)荷呈衰減趨勢(shì)，由2011年的1100t/h銳減到現(xiàn)在的700t/h。恰逢此時(shí)，蘭州市熱力發(fā)展規(guī)劃格局也發(fā)生了重大變化，根據(jù)蘭州市熱力公司的要求，在現(xiàn)有供熱能力不變的情況下，要求西固熱電公司到2015年實(shí)現(xiàn)對(duì)外供熱1320萬平方米，根據(jù)《城市供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定“供熱建筑面積大于1000×104m2的供熱系統(tǒng)應(yīng)該采用多熱源供熱，且各熱源熱力干線應(yīng)連通”。因此恢復(fù)165MW機(jī)組采暖系統(tǒng)及利用富裕的工業(yè)熱負(fù)荷增加對(duì)外供熱能力，既能充分發(fā)揮西固熱電公司供熱能力，在工業(yè)熱負(fù)荷減小的情況下采暖期實(shí)現(xiàn)全廠供熱能力的增加，進(jìn)一步降低年平均發(fā)電煤耗，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，也是蘭州市采暖供熱區(qū)域的擴(kuò)大規(guī)劃所需，大勢(shì)所趨[2]。

2 技術(shù)改造方案分析

針對(duì)我廠熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備的現(xiàn)狀，經(jīng)過可行性研究討論制定如下改造方案[3]：

9、10號(hào)機(jī)組對(duì)原有的#1、#2熱網(wǎng)加熱器進(jìn)行改造，#1熱網(wǎng)加熱器加熱汽源2路從汽機(jī)下段的2個(gè)抽汽口引出，每路加裝一個(gè)電動(dòng)蝶閥。抽汽量按照汽機(jī)廠提供的最經(jīng)濟(jì)工況下的161t/h設(shè)計(jì)。#1熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)2臺(tái)50%設(shè)計(jì)流量的疏水泵，1臺(tái)30%設(shè)計(jì)流量的疏水泵，正常疏水經(jīng)疏水泵接入#1低壓加熱器出口的凝結(jié)水系統(tǒng)，事故疏水由泵出口母管引出接至循環(huán)水回水管，并設(shè)置疏水再循環(huán)系統(tǒng)。#2熱網(wǎng)加熱器加熱汽源1路從原有的上段抽汽管線上引出，在引出總管上加裝一個(gè)電動(dòng)蝶閥。抽汽量按照100t/h設(shè)計(jì)。#2熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)正常疏水經(jīng)疏水流入#1熱網(wǎng)加熱器水箱。

新增2臺(tái)三級(jí)熱網(wǎng)加熱器，加熱汽源有兩路汽源提供，1路蒸汽從0.5MPa蒸汽母管引出，1路汽源從東三線1.5MPa蒸汽管線上引出，經(jīng)減壓閥減壓到0.5MPa后與0.5MPa蒸汽管道匯合，供2臺(tái)新增的三級(jí)熱網(wǎng)加熱器用汽。兩路蒸汽管線分別設(shè)計(jì)一套流量計(jì)。2臺(tái)三級(jí)熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)2臺(tái)50%設(shè)計(jì)流量的疏水泵，1臺(tái)30%設(shè)計(jì)流量的疏水泵，正常疏水經(jīng)疏水泵接入#9、#10機(jī)組的低壓除氧器的疏水入口，事故疏水由泵出口接入循環(huán)水回水管，并設(shè)置疏水再循環(huán)系統(tǒng)。

熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一路正常補(bǔ)水和一路事故補(bǔ)水，正常補(bǔ)水設(shè)計(jì)2臺(tái)100t/h流量的補(bǔ)水泵，取水來自原因熱網(wǎng)除氧器，事故補(bǔ)水設(shè)計(jì)1臺(tái)100t/h流量的補(bǔ)水泵，取水來自原有循環(huán)水供水系統(tǒng)，兩路補(bǔ)水均接至熱網(wǎng)回水母管，每路單獨(dú)設(shè)計(jì)一套流量計(jì)。

供回水系統(tǒng)設(shè)計(jì)3臺(tái)2000t/h流量的熱網(wǎng)循環(huán)水泵，1臺(tái)1000t/h流量的熱網(wǎng)循環(huán)水泵。供回水接口在南門口東側(cè)的原有三廠供西固區(qū)的熱網(wǎng)供回水母管的閥門前。廠前區(qū)的采暖水系統(tǒng)由電廠根據(jù)實(shí)際情況接入本次設(shè)計(jì)的供回水母管上。根據(jù)蘭州市熱力公司要求結(jié)合當(dāng)前全廠供熱參數(shù)，本次工程熱網(wǎng)供回水溫度按照130℃和70℃設(shè)計(jì)，結(jié)合原二級(jí)加熱器出水溫度115℃的現(xiàn)狀，增設(shè)三級(jí)加熱器從而實(shí)現(xiàn)供熱要求的供回水溫度。

采暖水供熱恢復(fù)工程設(shè)備保護(hù)定值及控制邏輯方案如下：

轉(zhuǎn)機(jī)保護(hù)定值：電機(jī)軸承溫度高Ⅰ報(bào)警值為70℃；電機(jī)軸承溫度高Ⅱ報(bào)警值為80℃；電機(jī)線圈溫度高Ⅰ報(bào)警值為120℃；電機(jī)線圈溫度高Ⅱ報(bào)警值為125℃；采暖水供水母管壓力低至0.8Mpa報(bào)警，運(yùn)行中的熱網(wǎng)循環(huán)泵跳閘聯(lián)啟備用熱網(wǎng)循環(huán)泵；采暖水回水母管壓力低至0.25Mpa報(bào)警，運(yùn)行中的補(bǔ)水泵跳閘聯(lián)啟備用補(bǔ)水泵。

#9、#10機(jī)1、2號(hào)熱網(wǎng)加熱器保護(hù)定值：水位高Ⅰ報(bào)警值為800mm；水位高Ⅱ報(bào)警值為900mm，聯(lián)開事故放水門；水位高Ⅲ報(bào)警值為1000mm，聯(lián)關(guān)進(jìn)汽電動(dòng)門；水位低Ⅰ報(bào)警值為600mm；水位正常值為700mm，聯(lián)關(guān)事故放水門；1號(hào)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽壓力高報(bào)警值為0.036MPa；2號(hào)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽壓力高報(bào)警值為0.16MPa。

三級(jí)1、2號(hào)熱網(wǎng)加熱器保護(hù)定值：水位高Ⅰ報(bào)警值為900mm；水位高Ⅱ報(bào)警值為1050mm，聯(lián)開事故放水門；水位高Ⅲ報(bào)警值為1200mm，聯(lián)關(guān)進(jìn)汽電動(dòng)門；水位低Ⅰ報(bào)警值為500mm；水位正常值為700mm，聯(lián)關(guān)事故放水門；三級(jí)1、2號(hào)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽壓力高報(bào)警值為0.4MPa。

電動(dòng)門聯(lián)鎖邏輯：熱網(wǎng)循環(huán)泵出口門動(dòng)作邏輯：泵運(yùn)行延時(shí)3秒后出口門聯(lián)開，泵停運(yùn)后出口門聯(lián)關(guān)；熱網(wǎng)補(bǔ)水泵出口門動(dòng)作邏輯：泵運(yùn)行延時(shí)3秒或泵投聯(lián)鎖后出口門聯(lián)開，泵停運(yùn)后出口門聯(lián)關(guān)；熱網(wǎng)疏水泵出口門動(dòng)作邏輯：泵運(yùn)行延時(shí)3秒或泵投聯(lián)鎖后出口門聯(lián)開，泵停運(yùn)后出口門聯(lián)關(guān)；熱網(wǎng)循環(huán)泵入口門在泵運(yùn)行時(shí)禁關(guān)。

圖1為熱網(wǎng)首站系統(tǒng)圖，圖2～圖8為熱網(wǎng)首站部分設(shè)備控制邏輯圖[4]。

圖2 循環(huán)水泵出口門控制邏輯

圖3 循環(huán)水泵控制邏輯

圖4 補(bǔ)水泵控制邏輯

圖5 補(bǔ)水泵出口門控制邏輯

圖6 加熱器蒸汽電動(dòng)門控制邏輯

圖7 加熱器事故放水門控制邏輯

圖8 加熱器疏水母管調(diào)門控制邏輯

3 結(jié)束語

采暖水系統(tǒng)改造項(xiàng)目從2014年7月進(jìn)行可行性研究設(shè)計(jì)工作開始，到2014年11月采暖水系統(tǒng)改造項(xiàng)目工程竣工。歷時(shí)5個(gè)月，時(shí)間緊，任務(wù)重。西固熱電公司恢復(fù)采暖水系統(tǒng)工程，是改變城市現(xiàn)象、完善城市功能、提高城市品位，改善城區(qū)內(nèi)居民生活條件和居住條件，提高城區(qū)內(nèi)居民生活質(zhì)量，減少二氧化碳、二氧化硫、煙塵等污染環(huán)境的氣體排放而實(shí)施的一項(xiàng)具有重要意義的系統(tǒng)工程[5]。

針對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)改造項(xiàng)目的實(shí)施，社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益是顯著的，對(duì)蘭州市的建設(shè)和發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。

[1]城市供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范[Z].CJJ34-2010.

[2]李善化,康慧.集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].中國電力出版社,1995.

[3]邵洪濤,梅紅生,茅清希.城市大型熱源聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行管網(wǎng)布置方案的探討[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào),2003,(4).

[4]火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[Z].DL/T5175-2003.

[5]張健.城市供熱形式與能源結(jié)構(gòu)[J].山西建筑,2005,(6).