【文章內(nèi)容簡介】 區(qū)及公建單位均不屬于節(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(biāo)，匯總不同性質(zhì)建筑物的采暖熱指標(biāo)，確定某城區(qū)現(xiàn)狀采暖綜合熱指標(biāo)為45W/㎡。二、現(xiàn)有采暖熱負(fù)荷2010年某熱電公司西廠區(qū)現(xiàn)有供暖面積206萬㎡，根據(jù)公司西廠區(qū)現(xiàn)有裝機(jī)形式及供熱能力，循環(huán)水余熱利用技改項(xiàng)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(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，利用低溫循環(huán)水余熱進(jìn)行供熱，其供熱能力約為94萬㎡?？紤]到城區(qū)現(xiàn)有建筑圍護(hù)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(biāo)取q=45W/㎡，則現(xiàn)有采暖用戶熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表詳見下表。現(xiàn)有采暖熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號單位名稱采暖面積（萬m2）采暖熱指標(biāo)（W/m2）采暖熱負(fù)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(jì)熱負(fù)荷一、供熱參數(shù)的確定原采暖熱負(fù)荷用汽采用汽輪機(jī)抽汽，從汽機(jī)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(jì)供回水溫度為65/50℃。二、采暖熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5017693）以及當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，℃，采暖室內(nèi)計(jì)算溫度為18℃，室外計(jì)算溫度為9℃，采暖天數(shù)按120天考慮，由此計(jì)算出：平均采暖熱負(fù)荷與設(shè)計(jì)最大采暖熱負(fù)荷之比：最小采暖熱負(fù)荷與設(shè)計(jì)最大采暖熱負(fù)荷之比：改造后現(xiàn)有低溫循環(huán)水供熱采暖熱負(fù)荷匯總表見下表。循環(huán)水供熱熱負(fù)荷匯總表單位最大平均最小MWGJ/ht/h熱電廠循環(huán)水余熱利用技術(shù)改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告第五章 供 熱 熱 源一、設(shè)計(jì)概況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(jī)規(guī)模為275t/h循環(huán)流化床鍋爐配1C6+1C15汽輪發(fā)電機(jī)組。二、主機(jī)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(jī)規(guī)范(1)6MW抽凝汽機(jī)組型號：汽輪機(jī)額定功率：6MW額定進(jìn)汽壓力/溫度：℃額定/最大進(jìn)汽量：額定/最大工業(yè)抽汽量：45/純凝工況額定進(jìn)汽量：30t/h數(shù)量：1臺(2)15MW（發(fā)電機(jī)15MW）抽凝汽機(jī)組型號：汽輪機(jī)額定功率：12MW額定進(jìn)汽壓力/溫度：℃額定/最大進(jìn)汽量：額定/最大工業(yè)抽汽量：60/80t/h純凝工況額定進(jìn)汽量：數(shù)量：1臺(3)25MW抽凝汽機(jī)組型號：汽輪機(jī)額定功率：25MW額定進(jìn)汽壓力/溫度：℃額定/最大進(jìn)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(jì)供熱面積為94萬㎡。機(jī)組配置可滿足熱用戶的需求，即使在冬季最大負(fù)荷情況下也不需要鍋爐調(diào)峰，汽機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其排汽量可滿足本項(xiàng)目的用汽量，汽機(jī)發(fā)生故障時(shí)，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(jì)參數(shù)的確定一、供熱介質(zhì)本工程熱負(fù)荷性質(zhì)為采暖熱負(fù)荷，供熱介質(zhì)為低溫循環(huán)水供熱，采用4汽輪機(jī)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(shí)間失調(diào)時(shí)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(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，節(jié)約能源。二、設(shè)計(jì)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(jī)組循環(huán)水作為供熱介質(zhì)；汽輪機(jī)凝汽器的進(jìn)水溫度50℃，出水溫度65℃。低溫循環(huán)水直供方式：運(yùn)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(jī)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(yùn)行參數(shù)如下：供水溫度：65℃；回水溫度：50℃；設(shè)計(jì)供水壓力：；設(shè)計(jì)循環(huán)水流量：2546t/h。第二節(jié) 供熱機(jī)組改造方案隨著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(jié)能工作顯得越來越重要了。一般抽凝機(jī)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(dá)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(jì)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(xiàng)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(jī)組實(shí)施低真空運(yùn)行，即適當(dāng)提高汽輪機(jī)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(jī)凝汽器中的冷源損失，節(jié)約大量的能源，同時(shí)也能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。根據(jù)本期工程設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的特點(diǎn)，結(jié)合熱力規(guī)劃，并對機(jī)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(jī)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(jī)凝汽器入口。此時(shí)汽輪機(jī)運(yùn)行中降低真空度提高排汽溫度，汽輪機(jī)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(jìn)入熱網(wǎng)首站換熱器繼續(xù)加熱至所需溫度，進(jìn)入熱網(wǎng)供熱，從而將汽機(jī)的凝汽損失全部收回。改造前后參數(shù)對比6MW抽凝機(jī)組改造前后運(yùn)行參數(shù)序號項(xiàng)目單位純凝工況低真空工況1進(jìn)汽壓力MPa2進(jìn)汽溫度℃4354353額定進(jìn)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(jì)真空度MPa15MW抽凝機(jī)組改造前后運(yùn)行參數(shù)序號項(xiàng)目單位純凝工況低真空工況1進(jìn)汽壓力MPa2進(jìn)汽溫度℃4354353額定進(jìn)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(jì)真空度MPa運(yùn)行方式的確定目前兩臺汽機(jī)凝汽器最大循環(huán)量可達(dá)3000t/h左右，現(xiàn)階段可將熱網(wǎng)回水全部引入凝汽器運(yùn)行。按汽機(jī)運(yùn)行不同排汽量將循環(huán)水加熱到不同溫度，汽機(jī)保持相對穩(wěn)定的負(fù)荷及運(yùn)行參數(shù)。維持熱網(wǎng)首站循環(huán)泵運(yùn)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(dú)設(shè)一臺小循環(huán)泵運(yùn)行滿足需要，或采用原循環(huán)泵切換低頻運(yùn)行滿足需要。二、改造后汽輪機(jī)組及管網(wǎng)安全性分析汽輪機(jī)低真空運(yùn)行時(shí)，一方面減少了冷源損失，提高了機(jī)組熱效率，另一方面，由于提高了排汽溫度，改變了汽輪機(jī)的熱力狀況，使汽輪機(jī)長期在變工況下運(yùn)行。對汽機(jī)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(rèn)真分析對待，確保機(jī)組安全運(yùn)行。低真空運(yùn)行對汽輪機(jī)本體的影響(1)低真空運(yùn)行對軸向推力的影響汽輪機(jī)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(jī)低真空運(yùn)行時(shí)，這些推力將受到影響。對于沖動式汽輪機(jī)，軸向推力隨背壓的增加而增大。為保證機(jī)組安全運(yùn)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(jìn)行低真空運(yùn)行的機(jī)組運(yùn)行情況看，軸向推力的增加，仍然在機(jī)組推力軸承安全運(yùn)行的范圍內(nèi)，因此對機(jī)組可以不必改動，仍能保證安全運(yùn)行。(2)低真空運(yùn)行對汽缸膨脹的影響低真空運(yùn)行時(shí)，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(diǎn)向前膨脹，轉(zhuǎn)子以推力軸承為零點(diǎn)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(jī)組低真空運(yùn)行情況來看，對汽缸膨脹影響不大。低真空運(yùn)行對凝汽器的影響(1)低真空運(yùn)行凝汽器的膨脹低真空運(yùn)行時(shí)，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(jī)后軸承升高，從而影響汽輪發(fā)電機(jī)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(yùn)行的機(jī)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(yùn)行時(shí)，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(jì)合理的管路布置，以保證安全運(yùn)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(jìn)行清洗。供熱循環(huán)水補(bǔ)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(bǔ)水泵，專門用于循環(huán)水補(bǔ)水，補(bǔ)水泵采用變頻控制，以便控制補(bǔ)水壓力恒定。循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障的補(bǔ)救措施采用抽凝機(jī)組的低真空循環(huán)水供暖，需要機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。如果機(jī)組由于種種原因造成停運(yùn)，則循環(huán)水供熱所需的排汽熱源消失，循環(huán)水供熱達(dá)不到采暖要求，因此必須有循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障時(shí)的補(bǔ)救措施。(1)循環(huán)水供暖出現(xiàn)故障時(shí)，由原供熱首站提供蒸汽熱源進(jìn)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(jī)組啟停過程中，為保證供熱的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行2個(gè)系統(tǒng)的切換。機(jī)組啟動前，采用交換站供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱；機(jī)組正常帶負(fù)荷運(yùn)行后，再逐漸切換到循環(huán)水供暖系統(tǒng)中。(3)機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)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(nèi)熱交換設(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行二次補(bǔ)充加熱，以達(dá)到采暖水網(wǎng)的溫度要求。三、低真空運(yùn)行的切換機(jī)組低真空運(yùn)行切換有兩種方式：一種是冷態(tài)切換，即在機(jī)組運(yùn)行前，機(jī)組處于停運(yùn)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(jī)進(jìn)行。另一種是熱態(tài)切換，即在機(jī)組運(yùn)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(shí)不必停機(jī)，只要操作得當(dāng)，同樣安全可靠。因此，在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，不必停機(jī)切換。運(yùn)行切換操作應(yīng)在電廠值長統(tǒng)一指揮下進(jìn)行。四、工程技術(shù)方案根據(jù)公司供熱需求及鍋爐機(jī)組的產(chǎn)汽量的實(shí)際情況，現(xiàn)將西廠區(qū)6MW和15MW抽凝汽機(jī)組進(jìn)行低真空改造。初步設(shè)計(jì)方案如下：在抽凝機(jī)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(jī)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(jì)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(yùn)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)泡外加