热网改造及控制方式优化方案

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【摘 要】华能吉林公司长春热电厂现安装运营2台（2×350 MW）超临界燃煤供热机组，总装机容量为700 MW，锅炉、汽机、发电机三大主设备由哈尔滨电站设备集团公司制造。1号机组于2009年12月20日投产发电，2号机组于2010年4月17日投入生产运营。长春热电厂主要承担长春市铁北地区、长春西北部长农公路及长白公路出口和农安县合隆镇地区的冬季采暖供热，设计供热面积为1200万平方米。厂内热源系统的运行维护管理由电厂负责，厂外部分全部由地方热力公司负责。2010年1月8日起开始对外供热。目前，已对外供热两个采暖期。2009年～2010年，第一个采暖期供热面积较小，只有240万平方米；2010年～2011年第二个采暖期供热面积增加到570万平方米；预计2011年～2012年采暖期计划供热面积达到1000万平方米。因此需对现有热网实施改造。

【关键词】热网系统；供热；改造

1 基本概况

热网系统设计安装4台板式换热器，为全焊接板式热网加热器，每台机组对应配置2台APV（德国进口）蒸汽冷凝板式换热器，热网加热蒸汽采用单元制方式。供热采用在中低压导汽管加装的供热蝶阀方式，加热蒸汽取自机组五段抽汽，每台机组设计额定抽汽量500吨/小时，设计供热出口水温135℃，市内回水温度65℃。系统配置6台热网循环泵，4运2备，额定循环水量9000 t/h，单台热网循环泵流量2250t/h，额定扬程150mH2O。

2 改造的必要性

APV（德国进口）蒸汽冷凝板式换热器对热网循环水水质要求很高，不适合东北地区大面积供热使用。在热网大量补水（供热面积1000万平方米，初次补水需10万吨左右）时无法控制水质，由于水质很难保证，不仅易造成板片腐蚀，还经常堵塞板片通道，一旦堵塞难于清理，造成换热器阻力压差增大，容易造成泄漏。通过对热网循环水水质化验得知，热网循环水中含有一定的CI-离子，板式换热器采用316L不锈钢材料，热网水在70-130℃高温工况下运行，在高温区易产生小孔腐蚀导致换热器漏泄。板式换热器为全焊接工艺，加工过程中不可避免的存在原始应力，在运行过程中存在一定的振动情况，使换热器存在应力腐蚀现象，造成板片漏泄。

长春热电厂两台机组热网系统分别于2010年1月8日和10月25日投入运行，运行以来多次发生热网换热器泄漏，其中，1A换热器发生泄漏后经过多次检修，焊接点已达30%以上；其他三台相继出现不同程度的多次泄漏。由于频发、并发泄漏，造成热网系统带病运行，导致供热能力下降，不仅严重影响向长春市区供热的安全性，而且疏水因水质差不能回收，造成大量的汽、水和热量的损失。由于板片很薄且板片间存有余水给焊接造成很大难度， APV板式换热器换热面积也随检修焊接面积加大而减小。

长春热电厂2010年底实际对外采暖供热面积已达到了570万平方米，预计2011年～2012年采暖期供热面积达到1000万平方米，供热面积不断加大，冬季采暖供热和机组安全稳定运行工作压力不断增加。如果由于换热器频繁发生泄漏，导致供热能力下降，甚至发生供热中断事件，将严重影响长春市社会民生，给企业带来负面的社会影响。

综上所述，随着供热面积的不断增加，原设计热网系统已不能满足供热持续、安全、稳定运行的要求。根据长春热电厂近两年冬季热网系统设备的实际运行情况，结合对营口电厂的调研结果，经公司与长春热电厂反复研究，提出了对现有热网系统进行改造的方案和建议，我们认为是必要的，并应尽早实施，如果改造方案可行，计划在今年供热期到来之前完成此项工作，以确保在供热期内热网系统设备安全、可靠、稳定的运行，同时也为高质量完成今年的供热任务提供可靠保障。

3 改造方案

（1）在2号机组板式热网加热器旁再增加1套国产管式热网加热机组（管式换热器具有使用寿命长，造价低，性能可靠，安全稳定，运行操作简单，检修维护量小，便于清洗等优点，参数见下表），从原有加热蒸汽管道中接出一路蒸汽管道至管式加热器蒸汽进口，再将管式加热器给水进出口管道连接至热网供回水管道上，连接管式加热器疏水至疏水罐中。

热网加热机组设计参数：

工作压力 壳程 0.4 MPa 管程 1.4 MPa

设计压力 壳程 0.6 MPa 管程 1.6 MPa

工作温度℃（入口/出口） 256/90 65/135

材质 管304/其余Q345R

换热面积 2340/1934 m2

（2）将原有板式热网加热器增设调节阀；热网加热器增加疏水调节门；热网抽汽液压快关阀改成带有调节功能快关阀。

（3）增加每台机组的辅助蒸汽母管至热网加热蒸汽的管道，以保证热网系统供汽的灵活性及可靠性。

（4）增加热网板式换热器反冲洗管道及疏水直接接入至凝汽器管道，以减少板式换热器进出口水侧压差，保证系统的稳定运行。

（5）增加两台机组加热蒸汽管道及疏水管道联络管，互为备用。

（6）热网改造逻辑修改

1）本次改造的供汽来自原有采暖蒸汽母管，接至新增设的管式换热器。本系统的功能是为热网加热器提供加热蒸汽。

2）本次增设的管式换热器与原有2台板式换热器并列运行，蒸汽管道从母管引出后分别接至3台换热器，并在支管上设置电动蝶阀、电动碟式调节阀，当加热器运行时，对应的电动蝶阀应保持全开状态，当加热器解列时，对应的电动蝶阀应关闭；调节阀根据供水温度信号进行调节，调节阀与供水温度信号自动连锁。

3）热网循环水系统相关逻辑

新增设的管式换热器的循环水与原有系统并联，管式换热器循环水进出口管道上分别设置电动蝶阀。当加热器运行时，其对应的电动蝶阀应保持全开状态，当加热器解列时，对应的电动蝶阀应关闭。

4）热网疏水系统

三台热网加热器疏水经加热器疏水出口经调节阀、电动闸阀后接至热网疏水罐，调节阀应根据其对应的加热器水位信号进行调节；当加热器水位位于高-Ⅱ值时，加热器应解列，并保持疏水管道上调节阀及电动闸阀全开状态到正常水位。电动闸阀在加热器运行时（非检修状态）应保持全开。

4 改造后效果

热网系统经过改造后，极大的提高热网运行的灵活性、安全性、可靠性，同时还可以保证热网疏水的回收，减少工质和热量损失，从而保证了机组的安全稳定运行。与原系统比较，不但降低厂用电，机组经济性、运行稳定性有很大的提高。

5 结论

热网系统改造后，大大提高热网系统供热能力，降低热网加热器泄漏机率，减少因热网故障中断供热事故的发生，提高热网系统运行的可靠性，为企业对外树立良好社会形象提供坚实保障。

参考文献：

[1]国家标准DL/T 5011-92电力建设施工及验收技术规范（汽轮机机组篇）.

[2]国家标准SDJ 279-90电力建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇）.