淺談循環(huán)水供熱技術(shù)

淺談循環(huán)水供熱技術(shù)王長(cháng)礦山東國源設計咨詢(xún)有限公司山東250014摘要:冬季采暖工程是全國各地大中小城市為了改善城區居住環(huán)境,提高人民生活水平,推動(dòng)經(jīng)濟迅猛發(fā)展的社會(huì )性大工程。汽輪機降低真空運行,循環(huán)水溫做為冬季供暖是一項社會(huì )效益和經(jīng)濟效益都十分顯著(zhù)的節能技術(shù)。關(guān)鍵詞:循環(huán)水供熱技術(shù)中圖分類(lèi)號:TU833文獻標識碼文章編號前言隨著(zhù)國家《能源法》的頒布實(shí)施和世界能源的日益短缺,企業(yè)的節能工作顯得越來(lái)越重要了。一個(gè)熱電廠(chǎng),廠(chǎng)內的綜合熱效率僅為30%40%,其它熱量白白損失掉了,而其中最大的就是凝汽器的冷源損失,約占總損失的60%。如何降低冷源損失,提髙全廠(chǎng)熱效率、達到節能挖潛的目的,是目前急待解決的問(wèn)題。循環(huán)水供熱的實(shí)用性我國大多數熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)屬抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn),抽凝式汽輪發(fā)電機組的主要生產(chǎn)過(guò)程是:鍋爐中的水吸收煤燃燒時(shí)放出的熱量后,變成具有一定壓力和溫度的高速蒸汽,這種蒸汽沖動(dòng)汽輪機轉子上的葉片旋轉,并帶動(dòng)同軸的發(fā)電機轉子旋轉發(fā)電;做完功的低溫低壓蒸汽(0.0049MPa,32℃)乏汽送入凝汽器中被廠(chǎng)內閉式的循環(huán)水不斷冷卻凝結成水,然后由給水泵提高壓力后再送回鍋爐繼續加熱,進(jìn)行往復循環(huán)。低溫低壓蒸汽在凝結過(guò)程中釋放岀的大量汽化潛熱(約2400kJ/kg)被循環(huán)水吸收后,循環(huán)水溫度升高,然后由循環(huán)水泵送入冷卻塔與空氣進(jìn)行熱量交換,水溫降低后再次進(jìn)入凝汽器冷卻汽輪機排出的乏汽,周而復始。在此交換過(guò)程中,通過(guò)循環(huán)水帶到冷卻塔排入大氣中的熱量約占總能量的73%,形成了“冷源損失”,造成了較嚴重的能源浪費。在我國的東北地區有些供熱企業(yè)利用凝汽式汽輪機組低真空運行排汽凝結時(shí)放出的熱量向外供熱。該種供熱方式是將凝汽器中乏汽的壓力提高,也就是降低凝汽器的真空度,提高冷卻水溫,將凝汽器改為供熱系統的熱網(wǎng)加熱器,而冷卻水直接用作熱網(wǎng)的循環(huán)水。因此該種供熱方法稱(chēng)為凝汽機組惡化真空供熱,俗稱(chēng)低溫循環(huán)水供熱。該方法在不新增電廠(chǎng)裝機容量和不增加當地污染物排放的情況下,可增大供熱面積,同時(shí)節約大量因為蒸發(fā)而損失的循環(huán)冷卻水;并且還有建設周期短,投資小的優(yōu)點(diǎn)。因此這是種極具吸引力的城市供熱新形式。、循環(huán)水供熱的經(jīng)濟效益分析1多發(fā)電方面的收入采用汽輪機低真空運行,以6MW機組為例,比原來(lái)利用抽汽供暖每噸蒸汽可多發(fā)電124kW·h(因為抽汽溫度311℃·,而低真空運行排汽溫度為70℃),按現在每年我市冬季采暖面積為100萬(wàn)m,采暖時(shí)間115天。每萬(wàn)平方米住宅面積在膠東地區每小時(shí)需1噸蒸汽,用電單價(jià)為0.50元/(kw·h)計算,每年冬季采暖期利用該技術(shù)可多發(fā)電收入為:W1=100×24×115×124×0.5元=1711.2方元2節約冷凝水收入利用該技術(shù)在冬季采暖期完全關(guān)停冷卻塔,把汽輪機排汽溫度完全加熱到循環(huán)冷卻水中,使熱能仝部利用。原抽汽供暖不能把供出的蒸汽冷凝水回收。這部分冷凝水按成本價(jià)20元/t計算,每年冬季收入為W2100×115×24×20=552萬(wàn)元。3節約人力、設備及換熱站的投資利用該技術(shù)是把熱電廠(chǎng)汽輪機加熱的循環(huán)水直接供到千家萬(wàn)戶(hù),不需建設各區換熱站,這樣可以節約管理?yè)Q熱站的人力和換熱站所有設備的投資及固定廠(chǎng)房、供電、供汽、供水系統等4具有布局合理、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)該技術(shù)供水溫度在70℃以下,管道膨脹比蒸汽管道小好幾倍,可以直埋地下,避免了原來(lái)蒸汽管道在城區內架空安裝,并設有許多過(guò)道彎和膨脹彎,影響市區美觀(guān)。布局合理是指該供暖系統,可以按照市街道規劃處所布局的生活居住的大小設計各街道的地下供水管道,形成整個(gè)市區的閉式供回水管網(wǎng),減少了各城區內多處建設的蒸汽換熱站,并減少了到換熱站的蒸汽管道和換熱后的供水管道。使管網(wǎng)布局最為合理。安裝方便是指該供暖的供回水管網(wǎng)直接沿街道延伸到各住戶(hù)樓接口。各住戶(hù)樓可以直接接入使用,非常方便。不需要象原來(lái)到各分區換熱站內接入供暖系統。5具有運行安全可靠、溫度全天舒適的優(yōu)點(diǎn)該技術(shù)是由熱電廠(chǎng)汽輪機冷卻系統與各采暖用戶(hù)構成的封閉循環(huán),所以只要熱電廠(chǎng)不發(fā)生重大事故,該采暖系統均可穩定運行,不受區域性停水停電的影響,故運行安全可靠。又因為屬水暖系統,并且全天汽輪機是根據天氣情況,以用戶(hù)需要的溫度來(lái)調整電負荷穩定運行,所以保證天天24小時(shí)室內溫度舒適。三、循環(huán)水供熱技術(shù)措施由于機組提高排汽溫度,降低凝汽器真空,改變了機組的設計運行參數,勢必對機組造成一定的影響,為保障機組安全,解決了以下問(wèn)題1凝汽器承壓?jiǎn)?wèn)題用戶(hù)如處于平原地區,循環(huán)水所需壓力不大,回水壓力般在0.2MPa。而凝汽器的承壓能力為0.6MPa,是滿(mǎn)足的,但是為了預防熱網(wǎng)突然解列等特殊情況,還需要釆取以下措施。(1)熱水循環(huán)泵取2臺,互為備用,互相聯(lián)鎖,保證熱網(wǎng)正常循環(huán)。(2)在熱用戶(hù)回水管路上加裝安全閥,保證回水壓力不超過(guò)0.2MPa。(3)供熱循環(huán)水回路上安裝逆止閥。2銅管結垢問(wèn)題雖然排汽溫度升髙易引起銅管的結垢,但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化學(xué)處理過(guò)的軟化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品質(zhì)有很大提高。相對于以前該機的循環(huán)水狀況來(lái)說(shuō),情況大大改善,結垢問(wèn)題比以前減少。另外還定期用膠球清洗裝置對凝汽器進(jìn)行清洗。3供熱循環(huán)水補充水問(wèn)題供熱循環(huán)水采用軟化水,需在交換站內安裝一套軟化水處理裝置、1臺凝結水箱和2臺補水泵,專(zhuān)門(mén)用于循環(huán)水補水,補水泵采用變頻控制,以便控制補水壓力恒定。4釆暖區域的選擇及改造選擇工程改造比較簡(jiǎn)便,供熱距離較短、壓損小,運行管理也比較方便,并且還可以保留此熱交換站做為緊急情況下的熱源補充。四、循環(huán)水供熱系統故障的處理采用凝汽機組的循環(huán)水供曖,需要機組穩定運行。如果機組由于種種原因造成停運,則循環(huán)水供熱所需的排汽熱源消失,循環(huán)水供熱達不到采暖要求,因此必須有循環(huán)水供熱系統故障時(shí)的補救措施。1機組啟停過(guò)程中,為保證供熱的穩定性,需要進(jìn)行2個(gè)系統的切換。機組啟動(dòng)前,采用交換站供熱系統進(jìn)行供熱:機組正常帶負荷運行后,再逐漸切換到循環(huán)水供暖系統中。2機組在低負荷運行時(shí)循環(huán)水溫升減小,不能保證供暖需求時(shí),需要利用交換站內熱交換設備對系統進(jìn)行二次補充加熱,以達到采暖水網(wǎng)的溫度要求。3外界氣溫升高,回水溫度升高,不能滿(mǎn)足機組冷凝需要時(shí),采用備用熱用戶(hù)切換的方法,將原換熱站供暖的用戶(hù)切換到循環(huán)水供熱系統中來(lái):氣溫下降后再將這部分用戶(hù)切換回原換熱站,以保證機組出力。同時(shí)保留原冷卻塔系統,部分循環(huán)水還可以進(jìn)入冷卻塔循環(huán)囯路進(jìn)行冷卻通過(guò)降低凝汽機組真空,提高排汽溫度,利用循環(huán)水供熱來(lái)降低冷源損失是非常成功的,改造比較簡(jiǎn)單,設備可以安全穩定運行,特別是節能效果顯著(zhù),經(jīng)濟效益非?？捎^(guān)。利用汽輪機低真空運行,循環(huán)冷卻水采暖技術(shù),屬于目前國內冬季采暖最先進(jìn)的方法,具有諸多好處和顯著(zhù)的經(jīng)濟效益,并且符合國家規定的熱電廠(chǎng)以熱定電運行方式。結束語(yǔ)城市建設的快速發(fā)展,城區供熱面積不斷增大,現有熱電廠(chǎng)的供熱能力已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益增長(cháng)的供熱需求,供熱面積的急速增加與熱源建設的相對滯后,形成的供熱供需矛盾日益突出。在此狀況下,如何挖掘供熱機組的最大供熱潛力在不增加熱源建設規模的情況下滿(mǎn)足廣大的市場(chǎng)需求,是熱電企業(yè)現階段需解決的問(wèn)題。參考文獻]蔡永久.供暖循環(huán)泵的性能及改造研究[J].民營(yíng)科技.2012(10)[2]馬新建.城市熱力管道安裝施工工藝分析[J].科技風(fēng).2012(14)3]趙曉海.淺議供熱工程直埋管道保溫技術(shù)「J].科技風(fēng).2012(14)[4]胡朝貴.水暖管道水力失調現象的分析與應對措施[J.黑龍江科技信息.2012(27)