165MW機組熱網系統改造及邏輯設計

曹會會，曹燕燕

CAO Hui-hui1 , CAO Yan-yan2

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

0 引言

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

隨著蘭州地區工業布局的改變，規劃新建規模工業項目在蘭州市新區建設，市區已有工業規模不再擴大，西固熱電公司的對外工業供熱呈下降趨勢，依據蘭州市西熱東輸供熱工程要求，蘭州市熱力公司對西固熱電公司進一步擴大蘭州市區域采暖供熱增加供熱能力提出了具體要求，要求在2015年實現可供采暖面積1320萬平方米[1]。

綜上所述，蘭州西固熱電公司恢復采暖系統及利用富裕的工業熱負荷增加對外供熱能力的市場前景是非常樂觀的。

1 改造的必要性

蘭州西固熱電公司2×165MW機組建成后，主要承擔了滿足蘭州石化公司生產需要的工業熱負荷，采暖系統一直沒有利用，設備及管道腐蝕嚴重。隨著區域經濟發展和規劃的需要，西固熱電公司對外工業熱負荷呈衰減趨勢，由2011年的1100t/h銳減到現在的700t/h。恰逢此時，蘭州市熱力發展規劃格局也發生了重大變化，根據蘭州市熱力公司的要求，在現有供熱能力不變的情況下，要求西固熱電公司到2015年實現對外供熱1320萬平方米，根據《城市供熱管網設計規范》中規定“供熱建筑面積大于1000×104m2的供熱系統應該采用多熱源供熱，且各熱源熱力干線應連通”。因此恢復165MW機組采暖系統及利用富裕的工業熱負荷增加對外供熱能力，既能充分發揮西固熱電公司供熱能力，在工業熱負荷減小的情況下采暖期實現全廠供熱能力的增加，進一步降低年平均發電煤耗，提高了機組的經濟性，也是蘭州市采暖供熱區域的擴大規劃所需，大勢所趨[2]。

2 技術改造方案分析

針對我廠熱網系統設備的現狀，經過可行性研究討論制定如下改造方案[3]：

9、10號機組對原有的#1、#2熱網加熱器進行改造，#1熱網加熱器加熱汽源2路從汽機下段的2個抽汽口引出，每路加裝一個電動蝶閥。抽汽量按照汽機廠提供的最經濟工況下的161t/h設計。#1熱網加熱器疏水系統設計2臺50%設計流量的疏水泵，1臺30%設計流量的疏水泵，正常疏水經疏水泵接入#1低壓加熱器出口的凝結水系統，事故疏水由泵出口母管引出接至循環水回水管，并設置疏水再循環系統。#2熱網加熱器加熱汽源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電動蝶閥。抽汽量按照100t/h設計。#2熱網加熱器疏水系統正常疏水經疏水流入#1熱網加熱器水箱。

新增2臺三級熱網加熱器，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，經減壓閥減壓到0.5MPa后與0.5MPa蒸汽管道匯合，供2臺新增的三級熱網加熱器用汽。兩路蒸汽管線分別設計一套流量計。2臺三級熱網加熱器疏水系統設計2臺50%設計流量的疏水泵，1臺30%設計流量的疏水泵，正常疏水經疏水泵接入#9、#10機組的低壓除氧器的疏水入口，事故疏水由泵出口接入循環水回水管，并設置疏水再循環系統。

熱網系統設計一路正常補水和一路事故補水，正常補水設計2臺100t/h流量的補水泵，取水來自原因熱網除氧器，事故補水設計1臺100t/h流量的補水泵，取水來自原有循環水供水系統，兩路補水均接至熱網回水母管，每路單獨設計一套流量計。

供回水系統設計3臺2000t/h流量的熱網循環水泵，1臺1000t/h流量的熱網循環水泵。供回水接口在南門口東側的原有三廠供西固區的熱網供回水母管的閥門前。廠前區的采暖水系統由電廠根據實際情況接入本次設計的供回水母管上。根據蘭州市熱力公司要求結合當前全廠供熱參數，本次工程熱網供回水溫度按照130℃和70℃設計，結合原二級加熱器出水溫度115℃的現狀，增設三級加熱器從而實現供熱要求的供回水溫度。

采暖水供熱恢復工程設備保護定值及控制邏輯方案如下：

轉機保護定值：電機軸承溫度高Ⅰ報警值為70℃；電機軸承溫度高Ⅱ報警值為80℃；電機線圈溫度高Ⅰ報警值為120℃；電機線圈溫度高Ⅱ報警值為125℃；采暖水供水母管壓力低至0.8Mpa報警，運行中的熱網循環泵跳閘聯啟備用熱網循環泵；采暖水回水母管壓力低至0.25Mpa報警，運行中的補水泵跳閘聯啟備用補水泵。

#9、#10機1、2號熱網加熱器保護定值：水位高Ⅰ報警值為800mm；水位高Ⅱ報警值為900mm，聯開事故放水門；水位高Ⅲ報警值為1000mm，聯關進汽電動門；水位低Ⅰ報警值為600mm；水位正常值為700mm，聯關事故放水門；1號熱網加熱器進汽壓力高報警值為0.036MPa；2號熱網加熱器進汽壓力高報警值為0.16MPa。

三級1、2號熱網加熱器保護定值：水位高Ⅰ報警值為900mm；水位高Ⅱ報警值為1050mm，聯開事故放水門；水位高Ⅲ報警值為1200mm，聯關進汽電動門；水位低Ⅰ報警值為500mm；水位正常值為700mm，聯關事故放水門；三級1、2號熱網加熱器進汽壓力高報警值為0.4MPa。

電動門聯鎖邏輯：熱網循環泵出口門動作邏輯：泵運行延時3秒后出口門聯開，泵停運后出口門聯關；熱網補水泵出口門動作邏輯：泵運行延時3秒或泵投聯鎖后出口門聯開，泵停運后出口門聯關；熱網疏水泵出口門動作邏輯：泵運行延時3秒或泵投聯鎖后出口門聯開，泵停運后出口門聯關；熱網循環泵入口門在泵運行時禁關。

圖1為熱網首站系統圖，圖2～圖8為熱網首站部分設備控制邏輯圖[4]。

圖2 循環水泵出口門控制邏輯

圖3 循環水泵控制邏輯

圖4 補水泵控制邏輯

圖5 補水泵出口門控制邏輯

圖6 加熱器蒸汽電動門控制邏輯

圖7 加熱器事故放水門控制邏輯

圖8 加熱器疏水母管調門控制邏輯

3 結束語

采暖水系統改造項目從2014年7月進行可行性研究設計工作開始，到2014年11月采暖水系統改造項目工程竣工。歷時5個月，時間緊，任務重。西固熱電公司恢復采暖水系統工程，是改變城市現象、完善城市功能、提高城市品位，改善城區內居民生活條件和居住條件，提高城區內居民生活質量，減少二氧化碳、二氧化硫、煙塵等污染環境的氣體排放而實施的一項具有重要意義的系統工程[5]。

針對熱網系統改造項目的實施，社會效益、環境效益和經濟效益是顯著的，對蘭州市的建設和發展起到了積極的推動作用。

[1]城市供熱管網設計規范[Z].CJJ34-2010.

[2]李善化,康慧.集中供熱設計手冊[M].中國電力出版社,1995.

[3]邵洪濤,梅紅生,茅清希.城市大型熱源聯網運行管網布置方案的探討[J].上海電力學院學報,2003,(4).

[4]火力發電廠熱工控制系統設計技術規定[Z].DL/T5175-2003.

[5]張健.城市供熱形式與能源結構[J].山西建筑,2005,(6).