电厂循环水供热系统研究

综述第5卷第28期CONSTRUCTION2015年10月电厂循环水供热系统研究鲁九国滕州市热力有限公司山东滕州277500摘要:根据电厂电厂内存在大量循环冷却水余热(大部分为凝汽器汽化潜热)的现状,提岀以电厂循环水为低位热源、利用换热站升温后供热的一种城市集中供热新形式。本文分析了循环水余热用于供热不同的系统形式及各自的优点和局限性,以滕州市热电厂的调研结果为依据循环水区域供热的总体节能和环保效益进行了估算,结合与传统区堿倛热方式的经济性比较,指岀了回收循环水余热用于区堿供热的方式确实具备了大规模实施的条件。关键词:循环水热电联产;区城供热;节能中图分类号:TE08文献标识码1前言其运行也是“以热定电”,因而只适用于用户热负荷比较稳定的供滕州市拥有规模较大大的城市热力网,其供热面积已达3000热系统;其次,凝汽式汽轮机改造为低真空运行循环水供热时万平米。采暖能耗占全市建筑能耗总量的约5%I。预计到2018对小型机组和少数中型机组在经过严格的变工况运行计算,对排年北京热电厂的供热能力都将达到极限,能源供需矛盾非常突出。汽缸结构、轴向推力的改变、轴封漏汽、末级叶轮的改造等等方而新建大型热电厂投资高、建设周期长,并受到城市环境容量的面做严格校核和一定改动后,可以实行。强烈制约。因此,开展能源的高效利用和循环利用,充分挖掘现3.对某热电厂低真空循环水供热分析有热电联产热源的能力,是降低建筑采暖能耗的重要途径之滕州市某热电厂的机组配置2台抽凝机组,其中一台12MW抽滕州市的热电厂即使在冬季最大供热工况下,也必须有占电凝机组与一台50MW抽凝机组厂总能耗10~30%的热量由循环水(一般通过冷却塔)排放到环3.2MW抽凝机组的分析境。图1所示为一个典型的热电联产机组的能流分布。在该机组3.112MW抽凝机组的技术参数中有19%的燃料能量以废热形式通过循环水排掉。根据调硏,滕型号:C12—50/10型州市的发电厂冬季可利用的循环水余热资源量就达900MW以上设计排汽温度:36℃如果有效回收这部分余热量,相当于在不新增电厂装机容量和不设计排汽压力:0.0059MPa增加当地污染物排放的情况下,新增供热面积1000万平方米以设计真空值:-0.094MPa上,同时节约大量因为蒸发而损失的循环冷却水,因此这是一种循环水流量:2800/h极具吸引力的城市集中供热新形式热网供水温度:tg≈60℃供水焓值:hg=251.5kJ/ksteam extraction for heating热网回水温度:th≈45℃回水焓值:hh=209.3kJ/kg循环泵电机:220kW2台3.1.212MW抽凝机组热力计算数据Generation30%)衰1计算数据排汽温度排汽压力凝结器真空出口焙值机组焓降减少做功MPa /kkg/Jkg50MW(19%)700.031161-0.0688266.8713.28.0750.03548-0.0614522635.3704.79.1图1热电联产机组能流分布图800.047359-0.0526412643.8696.210.21—锅炉;2—凝汽式汽轮机;3—发电机;4—凝汽器;5—凝可以看出,如果将机组排汽温度提高到70℃,机组的发电功结水泵;6—除氧器水箱;7—锅炉给水泵率下降8.0%,就可将循环水温加热到60℃以上,尽管供水温度不2系统基本形式高,但采用低温度直供大流量的方法,可满足冬季采暖的需求由于正常情况下循环水的温度比较低(一般冬季20~35℃)3.1.3循环水供热可带采暖面积计算达不到直接供热的要求,要用其供热,必须想办法适当提高其温滕州市单位采暖面积所需热量为0.045kW/m2;循环水放出热度。目前在利用电厂循环水余热供热方面,国内外发展和应用比量为32822kW;可供采暖面积为729万m2。较多的是汽轮机组低真空运行,即降低排汽缸真空,提高乏汽温3250MW抽凝机组的分析度,用排汽加热循环冷却水作为热网热水,或将凝汽器作为热网32150MW抽凝机组的技术参数的一级加热器,从而实现利用汽轮机乏汽余热供热的目的。汽轮型号:C50-8.82/10型发电机组低真空运行供热理论上可以实现很高的能源利用效率设计排汽温度:36℃国内外都有很多研究和成功运行的实例,技术已很成熟,但是该设计排汽压力:0.0059MP技术主要受到两方面的限制:首先,低真空运行机组类似于热电设计真空值中国煤化工厂中的背压机组,其通过的蒸汽量决定于用户热负荷的大小,所循环水流量:9CNMHG发电功率受用户热负荷的制约,不能分别地独立进行调节,即热网供水温度小x:ng=∠1.5kJ/kg第5卷第28期综述2015年10月CONSTRUCTION后热网回水温度:th≈45℃回水焓值:hh=209.3kJ3.4循环水供热系统故障的补救措施循环泵电机:450kW2台采用凝汽机组的循环水供暖,需要机组稳定运行。如果机组3.2.250MW热力计算数据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,循降低凝汽器真空,提高循环水温度后的计算数据见表1。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衰1计算数据补救措施1、在热电厂内新建一座供热能力为300万平米的换热站,循排汽温度排汽压力凝结器真空出口值机组焓降减少做功/MPa环水供热与交换站供热设备并联,可互为备用,互相切换657752、机组启停过程中,为保证供热的稳定性,需要进行2个系700.03116l-0.068892636.8713.28.0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750.03548-0.0614522635.3704.79.1常带负荷运行后,再逐渐切换到循环水供暖系统中。800.047359-0.052641264.8696.210.23、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,以可以看出,如果将机组排汽温度提高到70℃,机组的发电功达到采暖水网的温度要求率下降8.0%,就可将循环水温加热到60℃以上,尽管供水温度不4、外界气温升高,回水温度升高,不能满足机组冷凝需要高,但采用低温度大流量的方法,可满足冬季采暖的需求。时,采用备用热用户切换的方法,将原换热站供暖的用户切换到3.2.3循环水供热可带采暖面积计算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滕州市单位采暖面积所需热量为0045kWm2;循环水放出热站,以保证机组出力。同时保留原冷却塔系统,部分循环水还可量为105500kW;可供采暖面积为2344万m以进入冷却塔循环回路进行冷却3.3机组及管网的安全性分析3.5总结由于机组提高排汽温度,降低凝汽器真空,改变了机组的设节能及环保效益计运行参数,势必对机组造成一定的影响,为保障机组安全,解1、节能效益计算决了以下问题。汽轮机改为低真空供热后回收蒸汽热量138322kW,管网热损3.3.1凝汽器承压问题失5%计算,则可供热用户的热量为131406KW.若采暖建筑物的热该厂所带热用户处于平原地区,循环水所需压力不大,回水负荷指标取45W/m2(55Klm2),可供采暖面积为292×10平方米压力一般在0.2MPa。而凝汽器的承压能力为06MPa,是满足的与分散的小锅炉供热相比,采暖期供热的节约标煤耗量为但是为了预防热网突然解列等特殊情况,还采取了以下措施。7830t1、热水循环泵取3台,互为备用,互相联锁,保证热网正常2、与建蒸汽换热站相比较,节约用地3400平方米,节省费循环。用1529万元,每年节约运营费用约1385.7万元;同时网损降低2、在热用户回水管路上加装安全阀,保证回水压力不超过每年降低成本15052万元(汽网网损23%,水网网损1-5%)0.2MPa3、环境效益计算3、供热循环水回路上安装逆止阀由低真空供热的热量为498GJh,若小锅炉的平均热效率取4、为了防止机组改为低真空运行后轴向推力增加,对原汽封065,原煤的低位发热量取2300|Jh,该项目年可减少排CO2的系统进行改造,将前汽封平衡盘漏气改至低压加热器,平衡因工排放量为47000吨、SO2的排放量为1350吨。另外还减少了由此带况变化造成轴向推力增,确保动静部分间隙基本不变,机组振动来烟尘的污染和原煤及灰渣运输的污染。采暖循环水供热,将以往被排放掉的汽化潜热重新充分利用3.3.2铜管结垢问题变废为宝,为企业节省了有限的能源、减少了污染物排放量,为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企业创造了经济效益,为社会创造了环境效益。在热电行业具有学处理过的软化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品质有极大的推广价值很大提高。相对于以前该机的循环水状况来说,情况大大改善参考文献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[1]清华大学建筑节能研究中心,2007中国建筑节能年度发展清洗研究报告,20073.3供热循环水补充水问题2]张世钢热电联产中的深度余热回收技术研究清华大学博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士后研究报告,2006.8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3]季杰等.以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性采用变频控制,以便控制系统压力恒定。分析暖通空调,2005,35(2):104-107aYH中国煤化工CNMHG文此文章编码:201502133