隨著近幾年煤炭、水等價格的大幅上漲,供熱成本大大增加,必須探求節能的新路子。經分析發現,一級網回水溫度高,一方面導致管網輸送的熱量不能充分利用,增加了輸配成本;另一方面也不利于汽輪發電機的安全運行。
因此,威海熱電廠對高溫水供熱系統進行了混水技術改造,在高溫水管網不更新、不擴徑、不增加的情況下,一級網回水溫度由70℃降低到50℃,增加了管網熱量輸送能力,最大限度降低供熱運行成本。--- 威海熱電廠 王淑蓮 鄧樹超 ;山東大學/山東省住房和城鄉建設廳 劉慶堂
1 概述
威海熱電廠目前的生產規模為八爐八機,其中,七臺機組為抽凝機,總容量195MW。改造前冬季供暖采取兩種模式,即低溫循環水供熱和高溫水供熱。低溫循環水供熱是汽輪發電機組采用低真空運行方式,提高機組循環冷卻水溫度,使機組循環水參數滿足供暖需要,直接用于建筑采暖。供暖面積750萬平方米,設計供回水溫度為65/50℃。高溫水供熱是在熱電廠內設有供熱首站,利用熱電廠新蒸汽(0.8MPa、280℃),經汽——水換熱器換熱,高溫水經一級網循環至二級換熱站,在各二級站經水——水換熱器加熱低溫熱水,低溫熱水經二級網對用戶供熱。供暖面積350萬平方米,一級網設計供回水溫度為125/70℃,二級網設計供回水溫度為65/50℃。
2 供熱系統的混水換熱改造
混水換熱系統改造內容主要包括對二級換熱站改造、敷設循環水熱力主管道、采用計算機智能監控與運行調節等。二級換熱站由傳統水——水換熱改造為混水換熱,供熱系統連接方式由間接連接變為直接連接。改造后,混水換熱系統主要由變頻混水泵、混水器、流量控制器、電動控制閥和自動控制系統組成。二級換熱站改造前、后工藝模式分別見圖1、圖2。
3 混水換熱供熱系統的運行
混水換熱將原有二級換熱站獨立熱網改造為直接連接熱網。機組凝汽器循環水系統與首站調峰加熱器系統采用并聯方式,既可同時運行,又可獨立運行。混水換熱供熱系統基本流程見圖3。
在冬季供熱的初、末寒期,室外氣溫較高,可直接利用機組循環水熱量進行供熱;當室外氣溫比較低或所帶供熱面積比較大,機組循環水供熱量不能滿足供熱要求時,首站調峰加熱器投入使用,調峰加熱器與凝汽器同時運行,一部分水進入調峰加熱器,通過蒸汽加熱提高其溫度,這樣可以保證一級網供暖溫度符合要求。二級站進行混水換熱運行,用戶的回水一部分經混水循環泵加壓與一級網供水混合,作為二級網供水直接到用戶,一部分回水通過一級網回水管道送到廠內凝汽器加熱。二級混水換熱站混水循環泵為變頻調節泵,利用熱網自動控制系統,根據天氣溫度的變化調節流量和溫度,來保證用戶室內供熱效果。
4 節能減排效益分析
(1)加熱蒸汽量變化
高溫水一級網循環流量4800t/h,回水至汽輪機凝汽器加熱提高15℃左右(汽輪機凝汽器進出口水溫溫差),則每小時利用熱量為:
4800×1000×15×4.18×103=301GJ
采暖期136天,則采暖期利用熱量為:
301×24×136=98.2萬 GJ
0.8MPa、280℃蒸汽焓值為3.099GJ/t,全年可節省蒸汽31.7萬噸,按供汽標煤耗130kg/t計算,全年可節省標煤4.12萬噸。
(2)用電量變化
改造前二級站用電量為:790×24×136=258萬kWh
改造后二級站用電量為:948×24×136=309萬kWh
因循環水量增加,增開熱網循環水泵2臺(2×1250kW),負荷按80%計算,用電量為:
1250×2×0.8×24×136=653萬kWh
采用低真空方式運行,停開冷卻塔循環水泵1臺(500kW),則少用電量為:
500×24×136=163萬kWh
則改造后增加用電量:653+309-258-163=541萬kWh
按發電煤耗400g/kWh計算,多耗標煤2164噸
(3)機組效率影響
因加熱高溫水,需一臺30MW的汽輪機作為熱源,采取低真空運行方式,汽輪機真空降低后,汽耗增加,影響發電約15%,則采暖期影響發電量:
30×24×136×15%=1469萬kWh
按廠發電煤耗400g/kWh計算,多耗標煤5876噸。
(4)用水量變化
汽輪機低真空運行,冷卻水不經過冷卻塔,避免了水的蒸發損失,采暖期間每天節水約1500噸,采暖期可節水20萬噸。
綜上計算,改造后年可節約標煤3.32萬噸,按每噸標煤700元計算,則年節省資金2324萬元;節水20萬噸,折合74萬元,合計節省資金2398萬元,節能效果可觀;同時可減少二氧化碳及氮氧化物排放量8.3萬噸,減少硫化物排放量684噸,減少煙塵粉塵排放量95.7噸,減排效果顯著。
5 結論: 將傳統水——水換熱改造為混水換熱,可以實現:
(1)縮小換熱溫差小,增加換熱量,顯著減少換熱站占地面積和投資;
(2)拉大一級網供回水溫差,提高管網供熱能力,大幅降低一次管網的投資;
(3)充分利用一級網的資用壓頭,減少換熱器阻力造成的循環動力消耗,大幅降低一級網和二級網的循環動力消耗;
(4)一級網回水溫度降低,提高了廠內發電機組低真空運行安全性。








