建三江熱電廠首站改造及運行方案

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(1．黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150025；2．三江熱電有限責(zé)任公司，黑龍江 建三江 156300)

建三江熱電廠首站改造及運行方案

呂君1，楊林2

(1．黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150025；2．三江熱電有限責(zé)任公司，黑龍江 建三江 156300)

通過分析建三江熱電廠現(xiàn)有供熱系統(tǒng)存在的問題，提出對首站進(jìn)行改造方案，解決供熱存在的問題。改造方案既考慮近遠(yuǎn)期供熱需求，也保證電廠出現(xiàn)最不利情況的供熱要求。同時提出隨著供熱面積的增加，供熱方式也由直供調(diào)整為混水直供的方式的運行方案，在滿足城市供熱的基礎(chǔ)上，最大限度利用熱電廠熱源的余熱。

熱電廠；問題分析；改造；運行方案

1 供熱現(xiàn)狀

建三江熱電廠熱源為3臺75 T/h和3臺35 T/h鍋爐；汽輪機為6 000 kW純凝機一臺、12 MW純凝機兩臺、12 MW抽凝機兩臺(一臺為單抽、一臺為雙抽)；首站循環(huán)泵共計5臺，參數(shù)均為G=3 240 m3/h；H=60 mH2O；P=800 kW。首站原有換熱器為500 m2臥式波節(jié)管汽-水換熱器一臺，150 m2臥式波節(jié)管汽-水換熱器兩臺，50 m2臥式波節(jié)管水-水換熱器兩臺。

2012/2103年供暖期建三江農(nóng)墾三江熱電有限責(zé)任公司供熱面積為228萬m2。供暖運行方式為低真空運行結(jié)合二次加熱的直供方式，即10 000 m3/h(3臺循環(huán)泵并聯(lián)運行)左右的循環(huán)水經(jīng)冷凝器(3臺)加熱后，經(jīng)汽-水換熱器和水-水換熱器加熱，由兩條管徑為DN1000和DN900熱水供熱主管網(wǎng)向城區(qū)熱力分配站供熱，再通過35座熱力分配站分配供熱。供暖運行溫度為47/60 ℃。

2 供熱系統(tǒng)存在的問題

熱網(wǎng)循環(huán)水首先由冷凝器加熱后，再經(jīng)換熱器(汽-水換熱器)加熱升溫，供熱至深冬時，用戶普遍反映供熱效果不佳，現(xiàn)有熱源供熱能力滿足用戶用熱的需求，分析原因主要由于電廠采用低真空運行供熱方式，為了充分回收電廠的余熱，致使循環(huán)水量過大，出現(xiàn)換熱器阻力過大大以及現(xiàn)有換熱面積不足，導(dǎo)致供熱溫度提不上去，供熱效果不佳[1-3]。

3 改造方案

針對上述問題，主要對現(xiàn)有的首站的內(nèi)的換熱設(shè)備和廠區(qū)內(nèi)蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行改造，不但滿足近期(2015年)規(guī)劃供熱面積400萬m2要求，還需要兼顧考慮遠(yuǎn)期(2020年)供熱規(guī)劃600萬m2供熱要求。為了保證充分回收電廠余熱，循環(huán)水量需10 000 T/h進(jìn)入冷凝器，因此該供熱管網(wǎng)的循環(huán)水量按10 000 T/h(現(xiàn)有外網(wǎng)管徑滿足要求)。同時結(jié)合近遠(yuǎn)期供熱規(guī)劃，熱源近期新上一臺130T/h蒸汽鍋爐，遠(yuǎn)期再上一臺116 MW熱水鍋爐，滿足熱用戶熱量需求[4-5]。

3.1換熱器校核計算

根據(jù)電廠現(xiàn)首站實際情況，按5 000 T/h的循環(huán)水需進(jìn)入汽水換熱器進(jìn)行換熱升溫后，與另外5 000 T/h循環(huán)水混合供熱情況考慮。

①已知條件：

臥式波節(jié)管換熱器：傳熱系數(shù)K=2 000 W/m2·℃。

過熱蒸汽：P=0.294 MPa，tb=186 ℃。

被加熱水：G=5 000 T/h，t1=58 ℃，t2=82 ℃。

②選擇計算：

需加熱量：Q=cmΔt=4.12×5 000×103×24=494 400 GJ/h=137 333 kW。

考過到蒸汽為過熱蒸汽以及換熱器結(jié)垢等因素，換熱器需附加20%的換熱面積。即所需換熱面積為：

F=1.2F=1.2×950=1 140 m2。

按選擇兩臺換熱器考慮，每臺換熱器按總換熱量的70%考慮，所以每臺換熱器的換熱面積為：

3.2改造方案

(1)新上兩臺800 m2臥式波節(jié)管的汽-水換熱器，同時改造原有兩臺150 m2的汽-水換熱器為150 m2的水-水換熱器，便于對凝結(jié)水的熱量進(jìn)一步利用。

(2)新上兩臺60 T/h的減溫減壓器。考慮到在電廠出現(xiàn)事故的不利情況，需要近200 T/h蒸汽進(jìn)入加熱器，因此鍋爐生產(chǎn)的3.82 MPa新蒸汽需經(jīng)減溫減壓器降至壓力為0.294 MPa，溫度186 ℃ 的過熱蒸汽后進(jìn)入換熱器進(jìn)行換熱，電廠原有一臺60 T/h的減溫減壓器，因此需新上120 T/h的減溫減壓器一臺，可獲得近140 T/h蒸汽，這樣可保證當(dāng)汽輪機出現(xiàn)問題后，能夠正常供熱。

正常供熱情況下只需投入60 T/h的減溫減壓器即可滿足供熱要求。

(3)在電廠至換熱站之間，新敷設(shè)一根DN600的蒸汽管。按照最不利情況考慮及滿足近期規(guī)劃供熱面積為330萬m2的要求，原來一根DN600的蒸汽管最多通過120 T/h蒸汽(0.294 MPa，溫度186 ℃的過熱蒸汽)，因此需敷設(shè)再一根DN600的蒸汽管來保證輸送200 T/h蒸汽至換熱站進(jìn)行換熱。

(4)熱源新上一臺130 T/h蒸汽鍋爐。

4 運行方案

4.1近期運行

(1)運行方式：采用直供。

熱網(wǎng)循環(huán)水量按10 000 m3/h考慮，一級網(wǎng)設(shè)計參數(shù)為70/50 ℃的運行參數(shù)進(jìn)行運行。

第一階段：當(dāng)室外溫度高于-12℃以上時，熱網(wǎng)循環(huán)水由冷凝器(惡化運行)進(jìn)行加熱升溫后直接供熱(供熱溫度最高可達(dá)58 ℃)。

第二階段：當(dāng)室外溫度低于-12 ℃以下時，熱網(wǎng)循環(huán)水首先由冷凝器(惡化運行)加熱至58 ℃ 后，有5 000 m3/h循環(huán)水再經(jīng)換熱器(汽-水和水-水換熱器)加熱升溫與另外5 000 m3/h未經(jīng)加熱器的循環(huán)水混合后至需要的供水溫度進(jìn)行供熱(供熱溫度最高為70 ℃)。

室外溫度至-26 ℃，由冷凝器加熱至58 ℃后，有5 000 m3/h的循環(huán)水需經(jīng)換熱器加熱升溫至82 ℃與另外58 ℃的5 000 m3/h循環(huán)水混合至70 ℃。

(2)調(diào)節(jié)溫度曲線

供暖室外設(shè)計計算溫度-24 ℃，室內(nèi)供暖設(shè)備為M132型散熱器，管網(wǎng)溫度設(shè)計參數(shù)70 ℃/50 ℃，編制調(diào)節(jié)溫度曲線見表1。

表1 建三江供熱質(zhì)調(diào)節(jié)熱網(wǎng)水溫表(近期)

4.2遠(yuǎn)期運行

(1)運行方式：采用混水直供。

當(dāng)供熱面積達(dá)到遠(yuǎn)期規(guī)劃供熱面積600萬m2，熱源新上一臺116 MW熱水鍋爐和新建水-水換熱站一座，供熱循環(huán)水(10 000 m3/h)經(jīng)過冷凝器加熱后，再經(jīng)原首站換熱后至新建水-水換熱站加熱(供熱溫度最高為80 ℃)，送至各個熱力混水站，啟動熱力站中的混水泵混水降溫供熱。

結(jié)合熱源及管網(wǎng)情況，一級網(wǎng)設(shè)計循環(huán)水量按10 000 m3/h考慮，一級網(wǎng)設(shè)計參數(shù)為80/50 ℃的運行條件，設(shè)計供、回水溫差30 ℃，二級網(wǎng)供、回水設(shè)計溫差按20 ℃計算，二級網(wǎng)供、回水設(shè)計溫度應(yīng)為：70/50 ℃，設(shè)計混水比為μj=(80-70)/(70-50)=0.5。

根據(jù)各個時期建筑面積增加，可采用調(diào)整混水比，來確定各時期的混水方案，具體見表2。

表2 集中供熱不同階段混水連接設(shè)計參數(shù)

(2)調(diào)節(jié)溫度曲線

當(dāng)供熱面積為600萬m2，供暖室外設(shè)計計算溫度-24 ℃，室內(nèi)供暖設(shè)備為M132型散熱器，一級網(wǎng)溫度設(shè)計參數(shù)80 ℃/50 ℃，二級網(wǎng)溫度設(shè)計參數(shù)70 ℃/50 ℃，按混水比為0.5進(jìn)行混水供熱，編制調(diào)節(jié)溫度曲線見表3。

表3 建三江供熱質(zhì)調(diào)節(jié)熱網(wǎng)水溫表(遠(yuǎn)期)

5 結(jié)束語

通過對建三江熱電廠熱源首站的改造，能夠滿足近期400萬m2供熱面積要求，也實行即便是在該電廠出現(xiàn)事故的不利情況也能保證正常供熱。隨著建三江市區(qū)供熱面積的增加，熱電廠需相繼增加熱源的供熱能力，同時供熱方式也由直供調(diào)整為混水直供的方式，保證遠(yuǎn)期的供熱要求。該改造及運行方案在滿足建三江市區(qū)供熱的基礎(chǔ)上，也最大程度上利用熱電廠熱源的余熱。

[1] GB50736-2012，民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[J].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] 李志剛，孫麗萍，劉嘉新.熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].森林工程，2013，29(4)：90-95.

[3] 杜思樂，李 蕊，王忠林.雙中空玻璃間距設(shè)計方案優(yōu)化的研究[J].森林工程，2012，28(5)：54-55.

[4] 賀 平，孫 剛.供熱工程[J].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[5] 呂 君，趙云鵬，劉學(xué)群，等.混水直供在雞東集中供熱改造中應(yīng)用[J].低溫建筑技術(shù)，2009.

TheRetrofitSchemeandOperationPlanofJiansanjiangThermalPowerPlant

LV Jun1, YANG lin2

(1．HeilongjiangCollegeofConstruction,Harbin150025,China；2．SanjiangThermalPowerCompany,Jiansanjiang156300,China)

This paper proposed the retrofit scheme to the first station for centralized heat supply of thermal power plant, and solved the problems of thermal supply based on the problem analysis to the thermal supply system. The retrofit scheme covers not only the current customer demand of heating, but also taken into account the heating demand under the ultimate adverse operating conditions. On the same time, it proposed to change the heating mode from direct heating to mixing water heating, which can ultimately recover the waste heat generated by power plant operation, and meets the heating demand of the city.

Thermal power plant; Problem analysis; Retrofit; Operation plan

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.003.007

2013-12-10

：2014-01-27

呂 君 (1972-)，男，黑龍江省蘿北縣人，現(xiàn)任黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱能工程技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事暖通專業(yè)教學(xué)與設(shè)計工作。

TM621.4

：B

：1009-3230(2014)03-0029-04