浅谈循环水供热技术

浅谈循环水供热技术王长矿山东国源设计咨询有限公司山东250014摘要:冬季釆暖工程是全国各地大中小城市为了改善城区居住环境,提高人民生活水平,推动经济迅猛发展的社会性大工程。汽轮机降低真空运行,循环水温做为冬季供暖是一项社会效益和经济效益都十分显著的节能技术。关键词:循环水供热技术中图分类号:TU833文献标识码:A文章编号:前言随着国家《能源法》的颁布实施和世界能源的日益短缺,企业的节能工作显得越来越重要了。一个热电厂,厂内的综合热效率仅为30%40%,其它热量白白损失掉了,而其中最大的就是凝汽器的冷源损失,约占总损失的60%。如何降低冷源损失,提髙全厂热效率、达到节能挖潜的目的,是目前急待解决的问题循环水供热的实用性我国大多数热电联产电厂属抽凝式热电联产,抽凝式汽轮发电机组的主要生产过程是:锅炉中的水吸收煤燃烧时放出的热量后,变成具有一定压力和温度的高速蒸汽,这种蒸汽冲动汽轮机转子上的叶片旋转,并带动同轴的发电机转子旋转发电;做完功的低温低压蒸汽(0.0049MPa,32℃)乏汽送入凝汽器中被厂内闭式的循环水不断冷却凝结成水,然后由给水泵提高压力后再送回锅炉继续加热进行往复循环。低温低压蒸汽在凝结过程中释放岀的大量汽化潜热(约2400kJkg)被循环水吸收后,循环水温度升高,然后由循环水泵送入冷却塔与空气进行热量交换,水温降低后再次进入凝汽器冷却汽轮机排出的乏汽,周而复始。在此交换过程中,通过循环水带到冷却塔排入大气中的热量约占总能量的73%,形成了“冷源损失”,造成了较严重的能源浪费。在我国的东北地区有些供热企业利用凝汽式汽轮机组低真空运行排汽凝结时放出的热量向外供热。该种供热方式是将凝汽器中乏汽的压力提高,也就是降低凝汽器的真空度,提高冷却水温,将凝汽器改为供热系统的热网加热器,而冷却水直接用作热网的循环水。因此该种供热方法称为凝汽杋组恶化真空供热,俗称低温循环水供热。该方法在不新增电厂装机容量和不增加当地污染物排放的情况下,可增大H中国煤化工大量CNMHG因为蒸发而损失的循环冷却水:并且还有建设周期短,投资小的优点。因此这是种极具吸引力的城市供热新形式、循环水供热的经济效益分析1多发电方面的收入采用汽轮机低真空运行,以6NW机组为例,比原来利用抽汽供暖每吨蒸汽可多发电124kW·h(因为抽汽温度311℃,而低真空运行排汽温度为70℃),按现在每年我市冬季采暖面积为100万m,采暖时间115天。每万平方米住宅面积在胶东地区每小时需1吨蒸汽,用电单价为0.50元/(kw·h)计算,每年冬季采暖期利用该技术可多发电收入为:W1=100×24×115×124×0.5元=1711.2万元2节约冷凝水收入利用该技术在冬季采暖期完全关停冷却塔,把汽轮机排汽温度完全加热到循环冷却水中,使热能全部利用。原抽汽供暖不能把供岀的蒸汽冷凝水回收。这部分冷凝水按成本价20元/t计算,每年冬季收入为W2100×115×24×20=552万元3节约人力、设备及换热站的投资利用该技术是把热电厂汽轮机加热的循环水直接供到千家万户,不需建设各区换热站,这样可以节约管理换热站的人力和换热站所有设备的投资及固定厂房、供电、供汽、供水系统等。4具有布局合理、安装方便的优点该技术供水温度在70℃以下,管道膨胀比蒸汽管道小好几倍,可以直埋地下,避免了原来蒸汽管道在城区内架空安装,并设有许多过道弯和膨胀弯,影响市区美观。布局合理是指该供暖系统,可以按照市街道规划处所布局的生活居住的大小设计各街道的地下供水管道,形成整个市区的闭式供回水管网,减少了各城区内多处建设的蒸汽换热站,并减少了到换热站的蒸汽管道和换热后的供水管道。使管网布局最为合理。安装方便是指该供暖的供回水管网直接沿街道延伸到各住户楼接口。各住户楼可以直接接入使用,非常方便。不需要象原来到各分区换热站内接入供暖系统。5具有运行安全可靠、温度全天舒适的优点该技术是由热电厂汽轮机冷却系统与各采暖用户构成的封闭循环,所以只要热电厂不发生重大事故,该采暖系统均可稳定运行,不受区域性停水停电的影响,故运行安全可靠。又因为属水暖系统,并且全天汽轮机中国煤化工用户CNMHG需要的温度来调整电负荷稳定运行,所以保证天天24小时室内温度舒适。三、循环水供热技术措施由于机组提高排汽温度,降低凝汽器真空,改变了机组的设计运行参数,势必对机组造成一定的影响,为保障机组安全,解决了以下问题。1凝汽器承压问题用户如处于平原地区,循环水所需压力不大,回水压力般在0.2Pa。而凝汽器的承压能力为0.6MPa,是满足的,但是为了预防热网突然解列等特殊情况,还需要采取以下措施。(1)热水循环泵取2台,互为备用,互相联锁,保证热网正常循环。(2)在热用户回水管路上加装安全阀,保证回水压力不超过0.2MPa。(3)供热循环水回路上安装逆止阀2铜管结垢问题虽然排汽温度升高易引起铜管的结垢,但热网循环水采用化学处理过的软化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品质有很大提高。相对于以前该机的循环水状况来说,情况大大改善,结垢问题比以前减少。另外还定期用胶球清洗装置对凝汽器进行清洗。3供热循环水补充水问题供热循环水采用软化水,需在交换站内安装一套软化水处理装置、1台凝结水箱和2台补水泵,专门用于循环水补水,补水泵采用变频控制,以便控制补水压力恒定。4釆暖区域的选择及改造选择工程改造比较简便,供热距离较短、压损小运行管理也比较方便,并且还可以保留此热交换站做为紧急情况下的热源补充。四、循环水供热系统故障的处理釆用凝汽机组的循环水供暖,需要机组稳定运行。如果机组由于种种原因造成停运,则循环水供热所需的排汽热源消失,循环水供热达不到采暖要求,因此必须有循环水供热系统故障时的补救措施。1机组启停过程中,为保证供热的稳定性,需要进行2个系统的切换。机组启动前,采用交换站供热系统进行供热:机组正常带负荷运行后,再逐渐切换到循环水供暖系统中。2机组在低负荷运行时循环水温升减小,不能保证供暖需求时,需要利用交换站内热交换设备对系统进行二次补充加热,以达到采暖水网的温度要求3外界气温升高,回水温度升高,不能满足机组中国煤化工热用CNMHG户切换的方法,将原换热站供暖的用户切换到循环水供热系统中来:气温下降后再将这部分用户切换回原换热站,以保证机组出力。同时保留原冷却塔系统,部分循环水还可以进入冷却塔循环回路进行冷却通过降低凝汽机组真空,提高排汽温度,利用循环水供热来降低冷源损失是非常成功的,改造比较简单,设备可以安全稳定运行,特别是节能效果显著,经济效益非常可观。利用汽轮机低真空运行,循环冷却水采暖技术,属于目前国内冬季采暖最先进的方法,具有诸多好处和显著的经济效益,并且符合国家规定的热电厂以热定电运行方式结束语城市建设的快速发展,城区供热面积不断增大,现有热电厂的供热能力已经不能满足日益增长的供热需求,供热面积的急速增加与热源建设的相对滞后,形成的供热供需矛盾日益突出。在此状况下,如何挖掘供热机组的最大供热潜力在不增加热源建设规模的情况下满足广大的市场需求,是热电企业现阶段需解决的问题参考文献1]蔡永久.供暖循环泵的性能及改造硏究[J].民营科技.2012(10)[2]马新建.城市热力管道安装施工工艺分析[J].科技风.2012(14)[3]赵晓海.浅议供热工程直埋管道保温技术[J].科技风.2012(14)[4]胡朝贵.水暖管道水力失调现象的分析与应对措施「J].黑龙江科技信息.2012(27)中国煤化工CNMHG