浅谈循环水供暖在银川热电厂中的实践应用

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【摘要】通过银川热电厂#1、#2机组循环水供热改造的技改实践，阐述了小机组循环水供热改造对于节能减排和提高热电联产企业经济效益的意义，笔者认为循环水供暖具有投资少，收益大的优点，具有良好的社会效益和经济效益。

【关键词】热电联产；循环水；供暖；实践应用

引言

调整供热价格关乎国计民生的大事，依靠提高供热价格来解决热电企业的生存危机显然还是个不现实的问题。因此，节约能源，降低消耗，依靠企业内部进一步挖潜改造也势在必行。而通过循环水改造实现循环水供暖就是一个很好的途径。

一、企业背景简介

银川热电厂是宁夏回族自治区第一家热电联产企业。目前共有6台锅炉，4台汽轮发电机组，总装机容量90MW。截至2012年12月底，共投运换热站64座，供热面积510万平方米，热用户达3万4千余户。肩负着银川市城市供热的重要职责。

二、循环水改造项目的必要性和可行性

（一）能有效节约能源，提高热效率

银川热电厂目前最大的热量损失就是凝汽器的冷源损失，约占总损失的30～55%（冷源损失率约为30%以上）。如何降低冷源损失，提高发电厂或热电厂的热效率、达到节能挖潜的目的，是目前急待解决的问题。若改造为汽轮机低真空运行循环水供热的方法，余热将再利用，将能增加供热面积约150万平方米。同时可以提高厂内热效率，改造后可提高至50%，在采暖季机组热效率预计达到70%，因此，采用循环水供热必将使全厂热效率大大提高，使发电煤耗下降，必然实现节能降耗。

（二）能减轻采暖负荷大，改善城市环境质量

银川采暖负荷大，银川热电厂供热能力有限，城区银川热电厂供暖范围内还有部分建筑供暖未纳入城市集中供热，以至于部分采暖热用户的热负荷由自备小锅炉供给。这些小锅炉独立分散、容量小、热效率低，给城市造成危害，又由于小锅炉所配的除尘设施不完善，导致烟尘、SO2排放超标，污染城市环境，危害人民身心健康。

三、低真空运行循环水供热的原理

根据热力学第二定律，蒸汽在凝汽汽轮机中做功，不可能把热量全部转变为功，冷源损失是不可避免的。为了更好地保护环境，减少供暖小锅炉房对大气的污染。银川热电厂对一期2×12MW、二期2×30MW汽轮机实施冬季低真空运行，循环水直接向热用户供热。

四、银川热电厂循环水改造过程概述

（一）一期#1、#2汽轮机2×12MW汽轮机循环水改造概况

1、一期主要改造2×12MW汽机低真空循环水供热运行。采暖季汽机低真空循环水供热运行，冷凝器作为热网加热器使用，利用机组排汽（参数为0.045MPa、60℃）加热采暖供热循环水；非采暖季汽机真空运行，冷却循环水通过原设计循环水系统上塔冷却。

2、低真空运行循环水供热系统

机组的原有循环水系统不用做大的改动，循环水供热系统的供水管道接到凝汽器的出口门前的管道上，回水管道接到凝汽器的进口们后的管道上，回水管道设置高位泻压排水管道以保证凝汽器水侧入口压力≤0.2MPa，采暖期和非采暖期通过阀门切换实现系统运行的切换；在最冷月根据热负荷需要，通过尖峰加热器调节循环水供热供水温度，尖峰加热器利用原#0热网加热器；为了防止在采暖初、末期采暖回水温度过高，在回水总管上设置板换冷却器，利用原凝汽器循环水作为冷却水冷源；二期热网循环泵出口母管脱盐水作为主要补水，工业水作为备用补水水源，补水管道均接至#2机凝汽器循环水供热回水管道。

3、循环水供热系统需增加的设备

循环水供暖系统包括热网循环水泵、加热器、采暖供水管道、热用户、采暖回水管道、凝汽器、除污器、以及补水管道和加药系统。经过热用户放热后的采暖循环水回水经凝汽器吸收蒸汽凝结潜热后，经过除污器除污，热网循环水泵升压，输送至热用户，也可通过加热器加热后输送至热用户。

4、凝汽器的运行方式

两台凝汽器在采暖期低真空循环水运行可分为a一台单侧运行，b一台运行或两台单侧同时运行，c一台加一台单侧同时运行，d两台同时运行四种运行方式。可根据银川市室外采暖热负荷的变化调整凝汽器的运行方式；不进行循环水供热的凝汽器冷却方式切换至自然循环冷却塔侧。

5、一期循环水供热工况可供热面积及机组排气量

如果将急促排汽温度提高到60℃，凝汽器真空为-70KPa，机组的发电功率下降6.04%，凝汽器端差在10℃时（现为20℃），就可将循环水温加热到50℃左右；再经加热器加热至62℃，采用低温度大流量的方法，可满足冬季采暖的需求。同时，根据供热二级网实际运行参数，确定热网供回水参数如下：加热器前热网供水温度：tg≈50℃，P=0.2MPa，供热焓值：hg=209.5KJ/Kg；热网回水温度：th≈38℃，P=0.2MPa，回水焓值：hh=159.4KJ/Kg；加热器后热网供水温度：tg≈62℃，P=0.7MPa，供热焓值：hg=209.5KJ/Kg；循环水量Dw=2520m3/h（单台机组1260m3/h），循环水放出热量为35070kW，单位采暖面积所需热量为0.06kW/m2，可供采暖面积为58.5万m2。

6、一期循环水供热效果

2008年冬季采暖期银川热电厂#1、#2汽轮机低真空循环水供热改造结束投入运行，达到了设计要求，增加供热能力70万平方米，使我公司的供热能力达到472万平方米，并会取得了令人满意的效果。至今运行已经有五个采暖期，循环水供热质量得到了热用户的肯定。这一技术的确是节约能源、改善环境、深化热电联产的有力措施。

（二）2×30MW汽轮发电机组采用低真空循环水余热供热运行实施概况

2×30MW汽轮发电机组余热综合利用改造工程实施后，可单独或联合向外供热，将再新增供热能力70万平方米。其次，新建的换热站和管网所采用的产品均为定型产品，安全、经济性能优良。银川热电厂2×30MW汽轮发电机组低真空循环水余热供热运行状态下，汽机排汽参数为0.019MPa、60℃，选取10℃的换热端差，确定供热循环水供水温度为50℃，回水温度为40℃，温差为10℃。由于本次供热范围内供热方式均为地暖，所以采用低温度大流量的方法，可满足冬季采暖的需求。根据汽轮机的技术资料，凝汽器循环水出口温度可加热到50℃，此时，排汽温度为60℃，排汽压力为0.019Mpa，凝汽器最小蒸汽流量（冬季采暖设计热负荷时）为35t/h。在通常的凝汽压力范围内，每千克蒸汽的凝结放热量约为2180kJ/kg，每台凝汽器的供热量为：Q1=G×2180/3.6=35×2180/3.6=21194kW=21.19MW两台凝器汽的供热量为 Q=2×Q1=2x21.19=42.38MW供热能力为2×30MW汽轮发电机组低真空循环水的最小供热量42.38MW，按单位采暖面积所需热量为0.06千瓦/平方米计算，最大可供采暖面积为70万平方米。机组改造前，机组的排汽余热通过冷却塔白白地排入空中，而无法利用。为了充分利用余热，达到节能降耗的目的，将凝汽器排汽加热网循环水对外供暖，从而利用余热，节约燃料。

结论

对银川热电厂及热网进行低真空循环水改造后，供热半径加大，供热能力提高，工况稳定，既可以缓解蒸汽供热的压力，又可以取缔小区采暖锅炉。低真空循环水供热的改造，可充分利用电厂热能，既节约了能源，又减少环境污染，社会效益以及经济效益明显。

参考文献

[1]银川热电公司#1、2汽轮机低真空运行循环水供热项目可行性研究报告， 2007年1月

[2]于洪志，徐霞.低真空供热系统的热力学分析.煤气与热力，1988