電廠(chǎng)循環(huán)水供熱系統研究

綜述第5卷第28期CONSTRUCTION2015年10月電廠(chǎng)循環(huán)水供熱系統研究魯九國滕州市熱力有限公司山東滕州277500摘要:根據電廠(chǎng)電廠(chǎng)內存在大量循環(huán)冷卻水余熱(大部分為凝汽器汽化潛熱)的現狀,提岀以電廠(chǎng)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)水余熱用于供熱不同的系統形式及各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性,以滕州市熱電廠(chǎng)的調研結果為依據循環(huán)水區域供熱的總體節能和環(huán)保效益進(jìn)行了估算,結合與傳統區堿倛熱方式的經(jīng)濟性比較,指岀了回收循環(huán)水余熱用于區堿供熱的方式確實(shí)具備了大規模實(shí)施的條件。關(guān)鍵詞:循環(huán)水熱電聯(lián)產(chǎn);區城供熱;節能中圖分類(lèi)號:TE08文獻標識碼1前言其運行也是“以熱定電”,因而只適用于用戶(hù)熱負荷比較穩定的供滕州市擁有規模較大大的城市熱力網(wǎng),其供熱面積已達3000熱系統;其次,凝汽式汽輪機改造為低真空運行循環(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5%I。預計到2018對小型機組和少數中型機組在經(jīng)過(guò)嚴格的變工況運行計算,對排年北京熱電廠(chǎng)的供熱能力都將達到極限,能源供需矛盾非常突出。汽缸結構、軸向推力的改變、軸封漏汽、末級葉輪的改造等等方而新建大型熱電廠(chǎng)投資高、建設周期長(cháng),并受到城市環(huán)境容量的面做嚴格校核和一定改動(dòng)后,可以實(shí)行。強烈制約。因此,開(kāi)展能源的高效利用和循環(huán)利用,充分挖掘現3.對某熱電廠(chǎng)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滕州市某熱電廠(chǎng)的機組配置2臺抽凝機組,其中一臺12MW抽滕州市的熱電廠(chǎng)即使在冬季最大供熱工況下,也必須有占電凝機組與一臺50MW抽凝機組廠(chǎng)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)3.2MW抽凝機組的分析境。圖1所示為一個(gè)典型的熱電聯(lián)產(chǎn)機組的能流分布。在該機組3.112MW抽凝機組的技術(shù)參數中有19%的燃料能量以廢熱形式通過(guò)循環(huán)水排掉。根據調硏,滕型號:C12—50/10型州市的發(fā)電廠(chǎng)冬季可利用的循環(huán)水余熱資源量就達900MW以上設計排汽溫度:36℃如果有效回收這部分余熱量,相當于在不新增電廠(chǎng)裝機容量和不設計排汽壓力:0.0059MPa增加當地污染物排放的情況下,新增供熱面積1000萬(wàn)平方米以設計真空值:-0.094MPa上,同時(shí)節約大量因為蒸發(fā)而損失的循環(huán)冷卻水,因此這是一種循環(huán)水流量:2800/h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=251.5kJ/ksteam extraction for heating熱網(wǎng)回水溫度:th≈45℃回水焓值:hh=209.3kJ/kg循環(huán)泵電機:220kW2臺3.1.212MW抽凝機組熱力計算數據Generation30%)衰1計算數據排汽溫度排汽壓力凝結器真空出口焙值機組焓降減少做功MPa /kkg/Jkg50MW(19%)700.031161-0.0688266.8713.28.0750.03548-0.0614522635.3704.79.1圖1熱電聯(lián)產(chǎn)機組能流分布圖800.047359-0.0526412643.8696.210.21—鍋爐;2—凝汽式汽輪機;3—發(fā)電機;4—凝汽器;5—凝可以看出,如果將機組排汽溫度提高到70℃,機組的發(fā)電功結水泵;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系統基本形式高,但采用低溫度直供大流量的方法,可滿(mǎn)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℃)3.1.3循環(huán)水供熱可帶采暖面積計算達不到直接供熱的要求,要用其供熱,必須想辦法適當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(chǎng)循環(huán)水余熱供熱方面,國內外發(fā)展和應用比量為32822kW;可供采暖面積為729萬(wàn)m2。較多的是汽輪機組低真空運行,即降低排汽缸真空,提高乏汽溫3250MW抽凝機組的分析度,用排汽加熱循環(huán)冷卻水作為熱網(wǎng)熱水,或將凝汽器作為熱網(wǎng)32150MW抽凝機組的技術(shù)參數的一級加熱器,從而實(shí)現利用汽輪機乏汽余熱供熱的目的。汽輪型號:C50-8.82/10型發(fā)電機組低真空運行供熱理論上可以實(shí)現很高的能源利用效率設計排汽溫度:36℃國內外都有很多研究和成功運行的實(shí)例,技術(shù)已很成熟,但是該設計排汽壓力:0.0059MP技術(shù)主要受到兩方面的限制:首先,低真空運行機組類(lèi)似于熱電設計真空值中國煤化工廠(chǎng)中的背壓機組,其通過(guò)的蒸汽量決定于用戶(hù)熱負荷的大小,所循環(huán)水流量:9CNMHG發(fā)電功率受用戶(hù)熱負荷的制約,不能分別地獨立進(jìn)行調節,即熱網(wǎng)供水溫度小x:ng=∠1.5kJ/kg第5卷第28期綜述2015年10月CONSTRUCTION后熱網(wǎng)回水溫度:th≈45℃回水焓值:hh=209.3kJ3.4循環(huán)水供熱系統故障的補救措施循環(huán)泵電機:450kW2臺采用凝汽機組的循環(huán)水供暖,需要機組穩定運行。如果機組3.2.250MW熱力計算數據由于種種原因造成停運,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)水溫度后的計算數據見(jiàn)表1。環(huán)水供熱達不到采暖要求,因此必須有循環(huán)水供熱系統故障時(shí)的衰1計算數據補救措施1、在熱電廠(chǎng)內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器真空出口值機組焓降減少做功/MPa環(huán)水供熱與交換站供熱設備并聯(lián),可互為備用,互相切換657752、機組啟停過(guò)程中,為保證供熱的穩定性,需要進(jìn)行2個(gè)系700.03116l-0.068892636.8713.28.0統的切換。機組啟動(dòng)前,采用交換站供熱系統進(jìn)行供熱;機組正750.03548-0.0614522635.3704.79.1常帶負荷運行后,再逐漸切換到循環(huán)水供暖系統中。800.047359-0.052641264.8696.210.23、機組在低負荷運行時(shí)循環(huán)水溫升減小,不能保證供暖需求時(shí),需要利用交換站內熱交換設備對系統進(jìn)行二次補充加熱,以可以看出,如果將機組排汽溫度提高到70℃,機組的發(fā)電功達到采暖水網(wǎng)的溫度要求率下降8.0%,就可將循環(huán)水溫加熱到60℃以上,盡管供水溫度不4、外界氣溫升高,回水溫度升高,不能滿(mǎn)足機組冷凝需要高,但采用低溫度大流量的方法,可滿(mǎn)足冬季采暖的需求。時(shí),采用備用熱用戶(hù)切換的方法,將原換熱站供暖的用戶(hù)切換到3.2.3循環(huán)水供熱可帶采暖面積計算循環(huán)水供熱系統中來(lái);氣溫下降后再將這部分用戶(hù)切換回原換熱滕州市單位采暖面積所需熱量為0045kWm2;循環(huán)水放出熱站,以保證機組出力。同時(shí)保留原冷卻塔系統,部分循環(huán)水還可量為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機組及管網(wǎng)的安全性分析3.5總結由于機組提高排汽溫度,降低凝汽器真空,改變了機組的設節能及環(huán)保效益計運行參數,勢必對機組造成一定的影響,為保障機組安全,解1、節能效益計算決了以下問(wèn)題。汽輪機改為低真空供熱后回收蒸汽熱量138322kW,管網(wǎng)熱損3.3.1凝汽器承壓?jiǎn)?wèn)題失5%計算,則可供熱用戶(hù)的熱量為131406KW.若采暖建筑物的熱該廠(chǎng)所帶熱用戶(hù)處于平原地區,循環(huán)水所需壓力不大,回水負荷指標取45W/m2(55Klm2),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(mǎn)足的與分散的小鍋爐供熱相比,采暖期供熱的節約標煤耗量為但是為了預防熱網(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,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,節約用地3400平方米,節省費循環(huán)。用1529萬(wàn)元,每年節約運營(yíng)費用約1385.7萬(wàn)元;同時(shí)網(wǎng)損降低2、在熱用戶(hù)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%)0.2MPa3、環(huán)境效益計算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498GJh,若小鍋爐的平均熱效率取4、為了防止機組改為低真空運行后軸向推力增加,對原汽封065,原煤的低位發(fā)熱量取2300|Jh,該項目年可減少排CO2的系統進(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,機組振動(dòng)來(lái)煙塵的污染和原煤及灰渣運輸的污染。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銅管結垢問(wèn)題變廢為寶,為企業(yè)節省了有限的能源、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垢,但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化企業(yè)創(chuàng )造了經(jīng)濟效益,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。相對于以前該機的循環(huán)水狀況來(lái)說(shuō),情況大大改善參考文獻結垢問(wèn)題比以前減少。另外還定期用膠球清洗裝置對凝汽器進(jìn)行[1]清華大學(xué)建筑節能研究中心,2007中國建筑節能年度發(fā)展清洗研究報告,20073.3供熱循環(huán)水補充水問(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,需在交換站內安裝一套軟化水處理士后研究報告,2006.8裝置、1臺凝結水箱和2臺補水泵,專(zhuān)門(mén)用于循環(huán)水補水,補水泵3]季杰等.以電廠(chǎng)循環(huán)水為熱源利用熱泵區域供熱的可行性采用變頻控制,以便控制系統壓力恒定。分析暖通空調,2005,35(2):104-107aYH中國煤化工CNMHG文此文章編碼:201502133