【文章內(nèi)容簡介】 均不屬于節(jié)能建筑，今后建設(shè)的建筑物執(zhí)行節(jié)能政策，參照《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》（2006年1月1日執(zhí)行）及國家三步節(jié)能指標，匯總不同性質(zhì)建筑物的采暖熱指標，確定某城區(qū)現(xiàn)狀采暖綜合熱指標為45W/㎡。二、現(xiàn)有采暖熱負荷2010年某城區(qū)某熱電公司西廠區(qū)現(xiàn)有供暖面積206萬㎡，根據(jù)公司西廠區(qū)現(xiàn)有裝機形式及供熱能力，循環(huán)水余熱利用技改項目主要考慮某城區(qū)城西區(qū)的發(fā)展要求。根據(jù)公司西廠區(qū)采暖期供熱機組實際運行情況，利用低溫循環(huán)水余熱進行供熱，其供熱能力約為94萬㎡?？紤]到城區(qū)現(xiàn)有建筑圍護結(jié)構(gòu)形式、間歇供熱等供熱現(xiàn)狀，城區(qū)現(xiàn)狀綜合采暖熱指標取q=45W/㎡，則現(xiàn)有采暖用戶熱負荷統(tǒng)計表詳見下表?，F(xiàn)有采暖熱負荷統(tǒng)計表序號單位名稱采暖面積（萬m2）采暖熱指標（W/m2）采暖熱負荷（MW）備注145循環(huán)水供熱245循環(huán)水供熱345循環(huán)水供熱445循環(huán)水供熱545循環(huán)水供熱645循環(huán)水供熱745循環(huán)水供熱845循環(huán)水供熱945循環(huán)水供熱1045循環(huán)水供熱1145循環(huán)水供熱1245循環(huán)水供熱1345循環(huán)水供熱1445循環(huán)水供熱1545循環(huán)水供熱1645循環(huán)水供熱1745循環(huán)水供熱1845循環(huán)水供熱1945循環(huán)水供熱2045循環(huán)水供熱2145循環(huán)水供熱2245循環(huán)水供熱2345循環(huán)水供熱2445循環(huán)水供熱253045261045278452811452910453084531445322453313453434535945364453720645其中循環(huán)水供熱面積9445第三節(jié) 設(shè)計熱負荷一、供熱參數(shù)的確定原采暖熱負荷用汽采用汽輪機抽汽，從汽機抽汽管抽出，蒸汽參數(shù)為：P=、T=305℃。改造后采暖用戶采用低溫循環(huán)水供熱，設(shè)計供回水溫度為65/50℃。二、采暖熱負荷計算根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（GB5017693）以及當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，℃，采暖室內(nèi)計算溫度為18℃，室外計算溫度為9℃，采暖天數(shù)按120天考慮，由此計算出：平均采暖熱負荷與設(shè)計最大采暖熱負荷之比：最小采暖熱負荷與設(shè)計最大采暖熱負荷之比：改造后現(xiàn)有低溫循環(huán)水供熱采暖熱負荷匯總表見下表。循環(huán)水供熱熱負荷匯總表單位最大平均最小MWGJ/ht/h某城區(qū)某熱電公司循環(huán)水余熱利用技術(shù)改造項目第五章 供 熱 熱 源一、設(shè)計概況某城區(qū)某熱電公司是某城區(qū)集中供熱唯一熱源廠，公司目前裝機規(guī)模為275t/h循環(huán)流化床鍋爐配1C6+1C15汽輪發(fā)電機組。二、主機規(guī)范蒸汽鍋爐規(guī)范(1)75t/h蒸汽鍋爐型號：YG75/額定蒸發(fā)量：75t/h出口蒸汽壓力：出口蒸汽溫度：450℃給水溫度：150℃鍋爐效率：89%數(shù)量：2臺(2)130t/h蒸汽鍋爐型號：YG130/額定蒸發(fā)量：130t/h出口蒸汽壓力：出口蒸汽溫度：540℃給水溫度：215℃排煙溫度：150℃鍋爐效率：%數(shù)量：1臺(3)130t/h蒸汽鍋爐型號：額定蒸發(fā)量：130t/h出口蒸汽壓力：出口蒸汽溫度：540℃給水溫度：215℃排煙溫度：150℃鍋爐效率：89%數(shù)量：2臺汽輪機規(guī)范(1)6MW抽凝汽機組型號：汽輪機額定功率：6MW額定進汽壓力/溫度：℃額定/最大進汽量：額定/最大工業(yè)抽汽量：45/純凝工況額定進汽量：30t/h數(shù)量：1臺(2)15MW（發(fā)電機15MW）抽凝汽機組型號：汽輪機額定功率：12MW額定進汽壓力/溫度：℃額定/最大進汽量：額定/最大工業(yè)抽汽量：60/80t/h純凝工況額定進汽量：數(shù)量：1臺(3)25MW抽凝汽機組型號：汽輪機額定功率：25MW額定進汽壓力/溫度：℃額定/最大進汽量：153/191t/h額定/最大工業(yè)抽汽量：80/120t/h數(shù)量：2臺三、供熱方案2010年某城區(qū)某熱電公司西廠區(qū)現(xiàn)有供暖面積206萬㎡，根據(jù)公司現(xiàn)有節(jié)能改造及余熱利用方案，某城區(qū)城西區(qū)部分采暖熱用戶將采用低溫循環(huán)水供熱代替原蒸汽供熱，設(shè)計供熱面積為94萬㎡。機組配置可滿足熱用戶的需求，即使在冬季最大負荷情況下也不需要鍋爐調(diào)峰，汽機正常運行時，其排汽量可滿足本項目的用汽量，汽機發(fā)生故障時，啟動減溫減壓器對外供熱，以保障各熱用戶的正常生產(chǎn)、供熱。第六章 工程改造技術(shù)方案第一節(jié) 供熱介質(zhì)與設(shè)計參數(shù)的確定一、供熱介質(zhì)本工程熱負荷性質(zhì)為采暖熱負荷，供熱介質(zhì)為低溫循環(huán)水供熱，采用4汽輪機組凝汽器循環(huán)水作為供熱介質(zhì)，直接供給用戶。熱水系統(tǒng)水量多，水容量大，其水力慣性和熱力慣性都較大，因此在水力工況和熱力工況短時間失調(diào)時不會引起供熱狀況的顯著波動，即供熱狀態(tài)較穩(wěn)定。以水做為供熱介質(zhì)，可以更好的進行控制和調(diào)節(jié)，節(jié)約能源。二、設(shè)計參數(shù)的確定本工程采用低溫循環(huán)水直供方式，采用4汽輪機組循環(huán)水作為供熱介質(zhì)；汽輪機凝汽器的進水溫度50℃，出水溫度65℃。低溫循環(huán)水直供方式：運行參數(shù)與采暖用戶系統(tǒng)散熱器的供回水參數(shù)基本一致，該條件決定了循環(huán)水供熱系統(tǒng)需要采用直聯(lián)的方式將公司抽凝機組凝汽器與終端采暖用戶的散熱器連接在一起，因此，確定低溫水直供熱水網(wǎng)的運行參數(shù)如下：供水溫度：65℃；回水溫度：50℃；設(shè)計供水壓力：；設(shè)計循環(huán)水流量：2546t/h。第二節(jié) 供熱機組改造方案隨著國家能源法的頒布實施和世界能源的日益短缺，企業(yè)的節(jié)能工作顯得越來越重要了。一般抽凝機組熱電廠廠內(nèi)的綜合熱效率僅為30%～50%，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50%。如何降低冷源損失，提高全廠熱效率、達到節(jié)能挖潛的目的，是目前亟待解決的問題。直接用循環(huán)水供熱，能減少冷源損失，能顯著提高凝汽式電廠的經(jīng)濟性。循環(huán)水余熱利用工程符合當(dāng)前節(jié)能減排的要求，循環(huán)水余熱供暖方式，是為了滿足節(jié)能和環(huán)保要求而發(fā)展起來的一項節(jié)能新技術(shù)，是熱電企業(yè)節(jié)約能源、改善環(huán)境、深化熱電聯(lián)產(chǎn)的有效措施。其基本原理是對凝汽發(fā)電機組實施低真空運行，即適當(dāng)提高汽輪機的排汽壓力，降低凝汽器的真空度，增加排汽溫度，提高循環(huán)水的供回水溫度，用循環(huán)水直接供熱。這種供熱方式可以使作功發(fā)電的蒸汽熱能得到充分利用，減少汽輪機凝汽器中的冷源損失，節(jié)約大量的能源，同時也能帶來一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。根據(jù)本期工程設(shè)計熱負荷的特點，結(jié)合熱力規(guī)劃，并對機組充分比較后，確定本期工程改造1臺6MW和1臺15MW抽凝汽機組。一、改造方案的確定改造方案將現(xiàn)有熱網(wǎng)回水（一級網(wǎng)）通過管道直接引入汽輪機凝汽器入口。此時汽輪機運行中降低真空度提高排汽溫度，汽輪機凝汽通過凝汽器將循環(huán)水加熱到一定溫度后，再回到熱網(wǎng)循環(huán)泵入口。進入熱網(wǎng)首站換熱器繼續(xù)加熱至所需溫度，進入熱網(wǎng)供熱，從而將汽機的凝汽損失全部收回。改造前后參數(shù)對比6MW抽凝機組改造前后運行參數(shù)序號項目單位純凝工況低真空工況1進汽壓力MPa2進汽溫度℃4354353額定進汽量t/h304排汽壓力MPa5排汽溫度℃706排汽焓KJ/kg257326267凝結(jié)水焓KJ/kg1652938設(shè)計真空度MPa15MW抽凝機組改造前后運行參數(shù)序號項目單位純凝工況低真空工況1進汽壓力MPa2進汽溫度℃4354353額定進汽量t/h4排汽壓力MPa5排汽溫度℃706排汽焓KJ/kg256126267凝結(jié)水焓KJ/kg1382938設(shè)計真空度MPa運行方式的確定目前兩臺汽機凝汽器最大循環(huán)量可達3000t/h左右，現(xiàn)階段可將熱網(wǎng)回水全部引入凝汽器運行。按汽機運行不同排汽量將循環(huán)水加熱到不同溫度，汽機保持相對穩(wěn)定的負荷及運行參數(shù)。維持熱網(wǎng)首站循環(huán)泵運行。電廠循環(huán)泵停用，電廠冷卻塔停用，電廠空冷器、油汽器及其他冷卻用水可考慮單獨設(shè)一臺小循環(huán)泵運行滿足需要，或采用原循環(huán)泵切換低頻運行滿足需要。二、改造后汽輪機組及管網(wǎng)安全性分析汽輪機低真空運行時，一方面減少了冷源損失，提高了機組熱效率，另一方面，由于提高了排汽溫度，改變了汽輪機的熱力狀況，使汽輪機長期在變工況下運行。對汽機功率、推力、熱膨脹、真空度等產(chǎn)生影響。隨著排氣溫度的提高真空降低，功率下降。軸向推力有所增加。排汽溫度升高，熱網(wǎng)回水壓力升高，凝汽器承壓增加，因此必須認真分析對待，確保機組安全運行。低真空運行對汽輪機本體的影響(1)低真空運行對軸向推力的影響汽輪機轉(zhuǎn)子的軸向推力是由動葉前后的壓差和蒸汽在動葉內(nèi)動量變化產(chǎn)生的推力；葉輪輪盤前后壓差作用產(chǎn)生的推力以及靜推力幾部分組成。當(dāng)汽輪機低真空運行時，這些推力將受到影響。對于沖動式汽輪機，軸向推力隨背壓的增加而增大。為保證機組安全運行，可以采取降低前端汽封壓力，增加葉輪平衡孔面積和拆除末級等方法減小軸向推力。但是，從目前已進行低真空運行的機組運行情況看，軸向推力的增加，仍然在機組推力軸承安全運行的范圍內(nèi)，因此對機組可以不必改動，仍能保證安全運行。(2)低真空運行對汽缸膨脹的影響低真空運行時，由于背壓提高，排汽溫度升高，汽缸膨脹量增大，從而改變了通流部份的動靜間隙。靜子以后缸中心為零點向前膨脹，轉(zhuǎn)子以推力軸承為零點向后伸長，但是由于溫度變化不大，動靜間隙的變化不致于產(chǎn)生摩擦和振動。就現(xiàn)有機組低真空運行情況來看，對汽缸膨脹影響不大。低真空運行對凝汽器的影響(1)低真空運行凝汽器的膨脹低真空運行時，凝汽器的膨脹因排汽溫度升高增加。膨脹增加過多，可能會造成管束與管板的膨脹接口因膨脹不同而破壞密封性，甚至使汽輪機后軸承升高，從而影響汽輪發(fā)電機組對中，以致加大振動值。但是由于凝汽器膨脹量甚小，在已運行的機組中還沒有發(fā)生上述現(xiàn)象。為解決排汽過熱問題，可在凝汽器排汽口加裝除鹽水噴水裝置，以降低排汽溫度。低真空運行時，凝汽器變?yōu)檠h(huán)水加熱器，要求提高水室承受能力，因此要加固水室蓋、增加水室拉桿數(shù)量、設(shè)計合理的管路布置，以保證安全運行。(2)凝汽器承壓問題該廠所帶熱用戶處于非平原地區(qū)，循環(huán)水所需壓力比較大。，是滿足的，但是為了預(yù)防熱網(wǎng)突然解列等特殊情況，還采取了以下措施。①熱水循環(huán)泵取3臺，保證熱網(wǎng)正常循環(huán)。②在熱用戶回水管路上加裝安全閥。③供熱循環(huán)水回路上安裝逆止閥。結(jié)垢問題凝汽器經(jīng)改造由原來的銅管改為不銹鋼管，雖然排汽溫度升高易引起鋼管的結(jié)垢，但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化學(xué)處理過的軟化水，硬度降低且回水管路有除污器，水的品質(zhì)有很大提高。另外還定期用膠球清洗裝置對凝汽器進行清洗。供熱循環(huán)水補充水問題供熱循環(huán)水采用軟化水，需在供熱首站內(nèi)安裝一套軟化水處理裝置、1臺凝結(jié)水箱和2臺補水泵，專門用于循環(huán)水補水，補水泵采用變頻控制，以便控制補水壓力恒定。循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障的補救措施采用抽凝機組的低真空循環(huán)水供暖，需要機組穩(wěn)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(tǒng)故障時的補救措施。(1)循環(huán)水供暖出現(xiàn)故障時，由原供熱首站提供蒸汽熱源進行供熱，循環(huán)水供熱與交換站供熱設(shè)備并聯(lián)，可互為備用，互相切換。(2)機組啟停過程中，為保證供熱的穩(wěn)定性，需要進行2個系統(tǒng)的切換。機組啟動前，采用交換站供熱系統(tǒng)進行供熱；機組正常帶負荷運行后，再逐漸切換到循環(huán)水供暖系統(tǒng)中。(3)機組在低負荷運行時循環(huán)水溫升減小，不能保證供暖需求時，需要利用交換站內(nèi)熱交換設(shè)備對系統(tǒng)進行二次補充加熱，以達到采暖水網(wǎng)的溫度要求。三、低真空運行的切換機組低真空運行切換有兩種方式：一種是冷態(tài)切換，即在機組運行前，機組處于停運狀態(tài)，把循環(huán)水至冷卻塔的閉路循環(huán)系統(tǒng)切換至外網(wǎng)系統(tǒng)，這種方法安全可靠但必須停機進行。另一種是熱態(tài)切換，即在機組運行狀態(tài)下，把循環(huán)水至冷卻塔的閉絡(luò)循環(huán)系統(tǒng)切換至外網(wǎng)供熱系統(tǒng)。這種方法切換時不必停機，只要操作得當(dāng)，同樣安全可靠。因此，在機組運行狀態(tài)下，不必停機切換。運行切換操作應(yīng)在電廠值長統(tǒng)一指揮下進行。四、工程技術(shù)方案根據(jù)公司供熱需求及鍋爐機組的產(chǎn)汽量的實際情況，現(xiàn)將西廠區(qū)6MW和15MW抽凝汽機組進行低真空改造。初步設(shè)計方案如下：在抽凝機組與供熱首站之間鋪設(shè)兩條循環(huán)水管道，一條供水，一條回水，路徑經(jīng)現(xiàn)場勘查，可由凝汽器處引出，沿汽機廠房南墻外引出向南至供熱首站西側(cè)引入站內(nèi)聯(lián)接。循環(huán)水按凝汽器最大流量3000t/h計算，循環(huán)水供水壓力按1MPa考慮，經(jīng)校核供熱首站內(nèi)DN700循環(huán)水管道可以滿足運行需要。由于廠區(qū)地下情況復(fù)雜，循環(huán)水管道建議采用架空鋪設(shè)，管道保溫采用聚氨酯發(fā)泡外