城市供熱首站建設與技術改造

王遠明 齊明飛 徐芝敏 潘永軍

摘要：為支持與配合汝州市政府城市供暖倡議，我廠全面啟動城市供熱項目。并于2016年11月18日開始全面供熱，實現了市政府對汝州人民冬天不再寒冷的宣傳語。也對我廠節能增效作出了貢獻。

關鍵詞：城市供熱：首站建設;技術改造

一、概況

2016年初，全面啟動城市供熱項目。通過對工程的設計、施工、設備選型、建造、安裝、調試和技術培訓等工作。于2016年11月18日開始供熱，兌現了安全供電、穩定供熱的企業諾言。

特點：不僅極大提高了能源的利用效率，而且有效降低了污染物排放總量。

瑞平電廠供熱首站設計供熱總面積為350萬㎡，設計供熱負荷為157.5MW，全年總供熱量為113.2×104GJ，設計總容量為4×45MW的熱網加熱器。當一臺熱網加熱器停運檢修時，另外三臺熱網加熱器能力大于總設計負荷的75%。熱源由瑞平電廠2×150MW級機組提供，以電廠汽機抽汽為汽源，利用管殼式換熱器供應熱水采暖。設計采暖用供回水近期設計的實際溫度為90/60℃，工作壓力為0.8MPa，遠期供回水溫度為120/60℃，設計壓力為1.6MPa，供熱蒸汽壓力為1.0MPa，蒸汽溫度為270℃，蒸汽流量225t/h。

實際實施時，可根據熱負荷的發展情況分期、分批進行實施。

供熱首站內動力管道包括一次網熱水管道、蒸汽管道、凝結水管道等。一次網管道包括進出供熱首站DN700的供、回水管道。

2.蒸汽及凝結水系統

供熱首站內蒸汽為機組抽汽，蒸汽品質較高，有較高的回收價值，必須進行回收。采用密閉式凝結水裝置進行回收，每套密閉凝結水回收器分別設置2臺流量為140m?/h的疏水泵，疏水泵一用一備。設計理論蒸汽量225t/h。

3.一次熱網循環水系統

一次熱網循環水系統采用母管制，循環水母管管徑為DN700。一次熱網的60℃回水由回水管道引入熱網首站內，經旋流除污器和多相除污器過濾后，由熱網循環泵升壓后，經熱網加熱器加熱為高溫熱水后匯入熱水母管，然后送至一次熱網。熱網循環水經過三級過濾，盡量減少在熱網加熱器等處的沉積，減少供熱首站及熱網的清洗頻率。

一次熱網總循環水量為2300m?/h，根據城市集中供熱的運行要求，熱網循環泵按照“一大兩小”的原則配置，即一臺大熱網循環水泵，兩臺小熱網循環水泵。一臺大泵是設計流量為2300m?/h，設計揚程125m，兩臺小泵的設計流量為1200m?/h，設計揚程55m，根據循環水量的大小選擇不同的運行方式，熱網循環泵采用變頻調速，可根據熱負荷的變化進行質調和量調相結合調整。系統設計壓力為1.6MPa。

4.補水定壓系統

一次熱網采用補水泵定壓方式，定壓點設在熱網循環泵的入口。一次熱網補水系統設置2臺補水泵，設計流量為50m?/h，揚程33m，一用一備。補水泵采用變頻調速裝置自動控制。

一次熱網系統為閉式循環系統，系統的泄漏量較小，一次熱網的補水率取熱網循環水量的1%，一次熱網的循環水量為2300m?/h，正常補水量為23m?/h。

機組投入供熱時，首先需要對三段抽汽至三抽供熱電動門前管道進行暖管，實際操作中發現：通過控制IEV開度調節暖管時需要的蒸汽量過大，易導致管道振動，尤其在IEV調節特性較差時，過大的IEV開度使管道振動明顯。對供熱系統進行改造，可以改善供熱投運過程的困難和安全情況，確保機組安全生產運行。

對#1機、#2機IEV加裝手動旁路，并設置旁路手動門。加裝旁路手動門后提高操作安全性，避免管道振動。

對#1機#2機IEV加裝手動旁路，并設置旁路手動門。具體為：

1、主要科技創新之一：供熱投運初期因為負荷高IEV前后壓差大造成開關困難，這樣添加旁路就可以平衡前后壓差大時造成的不便。

2、主要科技創新之二：供熱投運初期通過控制IEV開度調節暖管時開度不容易控制，會浪費大量蒸汽;使用旁路就可以有效控制暖管用汽量，實現節能降耗。

3、供熱投運時易導致管道振動，尤其在IEV調節特性較差時，過

大的IEV開度使管道振動明顯，使用旁路就可以控制暖管時間及暖管時的壓力，避免振動。

提高運行安全，節約了蒸汽損耗

機組投入供熱時，首先需要對三段抽汽至三抽供熱電動門前管道進行暖管，實際操作中發現：通過控制IEV開度調節暖管時需要的蒸汽量過大，易導致管道振動，尤其在IEV調節特性較差時，過大的IEV開度使管道振動明顯。

（2）詳細科學技術內容、圖紙、論證計算等：

機組投入供熱時，首先需要對三段抽汽至三抽供熱電動門前管道進行暖管，實際操作中發現：通過控制IEV開度調節暖管時需要的蒸汽量過大，易導致管道振動，尤其在IEV調節特性較差時，過大的IEV開度使管道振動明顯。對#1機#2機IEV加裝手動旁路，并設置旁路手動門。IEV旁路選材和具體加裝位置與檢修車間共同協作確認。

瑞平熱電廠裝機容量為2×150MW，配置二臺上海汽輪發電機廠生產的汽輪發電機組。我廠的兩臺汽輪機均為超高壓＼中間再熱＼單軸＼雙缸雙排汽＼抽汽凝汽＼反動式汽輪機。整個汽輪機有六段抽汽起哄高壓缸高排逆止門前設有一段抽氣口，供#1高加;中壓缸的第四級設有二段抽汽口，供#2高加;中壓缸有兩個排汽口，接到三段抽汽管上，分別供除氧器以及供熱用汽;低壓缸的2、4、6級對稱的設有四、五、六段抽汽，分別供#4、#5、#6低加整個機組的供熱運行方式為兩臺機組抽汽進入供熱聯箱以后經由供熱管道輸送給熱用戶。汽輪機設計抽汽量夏季工況為抽汽量60t/h，補水至冷凝器，抽汽壓力為0.981MPa，冬季工況為抽汽量120t/h，補水至冷凝器，抽汽壓力為0.981MPa，供熱蒸汽的壓力可以通過供熱抽汽調節門（IEV）以及低壓連通管調節門（CV）來調節。供熱蒸汽的溫度可以通過供熱管道上的減溫水來調節。

我廠熱網系統由兩臺凝汽抽汽型汽輪機、供熱聯箱、供熱A管、供熱B管以及疏水管道。設計抽汽參數：0.981MPa，357.5℃。

從鍋爐來的高溫高壓蒸汽在高壓缸和中壓缸做完功以后，壓力溫度下降，但仍可以滿足工業用氣的要求，因此從兩個中壓排汽口抽汽向廠外供熱。做完功的蒸汽從中壓排汽口出來以后經過抽汽逆止門、供熱抽汽調節門（IEV）、供熱電動門后進入供熱聯箱。隨后通過供熱管道（A管、B管）向外供汽 。改造前的供熱運行方式是機組三段抽汽經過抽汽逆止門、供熱調節門（IEV）、三抽至供熱電動門以后進入供熱聯箱，供熱聯箱向外有兩根供熱管道：供熱A管和供熱B管。

在汽輪機到供熱聯箱之間的管道上設置有三抽至供熱抽汽逆止門、三抽至供熱調節門（IEV）、三抽至供熱電動門。供熱A管、供熱B管上分別有供熱電動門。改造前的供熱系統兩臺機組供熱可互為備用，當一臺機組發生故障時，另一臺機組由于處于熱備用狀態可以迅速地開啟三抽至供熱電動門使熱用戶不至于中斷對供熱蒸汽的使用。然而由于#1、#2機組的供熱蒸汽都需要進入供熱聯箱，當一臺機組在向外供熱的另一臺機組熱備的的時候，如果熱備機組發生故障需要停機時，如果備用機組的供熱電動門不嚴，極易發生供熱蒸汽的反串造成機組超速的事故。由于供熱管道上的減溫水是從左右兩側進入管道，在供熱蒸汽壓力較低的時候減溫水不容易充分霧化，極易通過供熱管道返回到供熱聯箱，甚至返回三抽管道。在#1機組的供熱逆止門之后加裝一根管道加裝一個電動門直接接到供熱A管供熱電動門之后，同時在#1機組供熱逆止門與供熱聯箱之間加裝一個電動門，改造后的供熱以后的供熱方式既可以與改造前一樣一個機組供熱一個機組熱備還可以單獨供熱#1機組直接向供熱A管供熱，#2機組可以通過供熱聯箱可以單獨向供熱A管、供熱B管供熱。改造后的供熱方式有效的避免了供熱蒸汽反串的危害。同時在供熱減溫水上也進行了改造，在管道上部也加裝了一個減溫水噴頭，更加有效地控制供熱蒸汽的溫度，防止減溫水噴灑過多或者過少。對#1機#2機IEV加裝手動旁路，并設置旁路手動門。加裝旁路手動門，避免供熱投運時管道振動，提高了操作時的安全性。

降低了供熱投運的難度，提高運行安全，節約了蒸汽損耗。

增加了熱用戶，為我廠拓寬了新的經濟增長點;對我廠低溫熱源實現了再利用，提高了熱經濟性，為我廠弄虧為盈開辟了一條新路徑。

近年以來，城市供熱的集中供給，已經成為大部分采暖地區的供應方式;由距城區較近熱電廠來提供熱源，并在熱源地與城市之間建立換熱站，來實現對熱用戶及熱量的合理利用。