第一篇：雞東熱電廠集中供熱改造方案談混水直供供熱方式的運(yùn)行特征及經(jīng)濟(jì)性

混水直供在雞東集中供熱改造的應(yīng)用

【摘 要】本文主要是對混水直供供熱方式在供熱老管網(wǎng)改造中的應(yīng)用，闡述結(jié)合實(shí)際供熱情況應(yīng)采用不同的混水方案，混水直供供熱方式工藝結(jié)構(gòu)簡潔、運(yùn)行穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)、供熱效果良好。

【關(guān)鍵詞】混水連接自控裝置投資和運(yùn)行成本

一、供熱現(xiàn)狀

雞東熱電廠熱源現(xiàn)有UG-75/5.3-M3循環(huán)流化床鍋爐三臺，CC12-4.90/0.981/0.173型汽輪機(jī)三臺，正常情況下“三爐兩機(jī)”運(yùn)行。熱網(wǎng)首站現(xiàn)有換熱面積為378m2波節(jié)管換熱器兩臺，KQSN600-M9/782循環(huán)水泵一臺和350S-75A循環(huán)水泵三臺，采暖初期時(shí)運(yùn)行三臺350S-75A循環(huán)水泵，而到深冬時(shí)運(yùn)行一臺KQSN600-M9/782循環(huán)水泵。考慮汽輪機(jī)凝汽器低真空運(yùn)行最大供熱能力可達(dá)190萬㎡建筑面積。

雞東鎮(zhèn)城鎮(zhèn)集中供熱管網(wǎng)均為枝狀管網(wǎng)，采用低溫水直供，設(shè)計(jì)供、回水溫度85/60℃，溫差25℃。熱網(wǎng)主干線由電廠換熱站引出，沿振興大街東西向敷設(shè)，除廠區(qū)內(nèi)部及出廠部分局部架空敷設(shè)外，其他均采用直埋敷設(shè)，主干線長約

4.3公里，最大管徑ф720㎜，最小管徑ф159㎜，熱網(wǎng)下設(shè)20個(gè)直供式熱力分配站，兩個(gè)直供熱用戶，向振興大街兩側(cè)供熱。到2008年底供熱面積達(dá)到127萬㎡，雞東鎮(zhèn)集中供熱區(qū)域預(yù)計(jì)到2013年底供熱面積將達(dá)到190萬㎡。

由于雞東縣政府西移，近年來熱負(fù)荷在管網(wǎng)西部增長較快，φ720至φ630主干線上只供1#熱力站、2#熱力站、化肥農(nóng)藥和復(fù)烤廠四個(gè)熱用戶，2007至2008年采暖期四個(gè)熱用戶供暖面積僅為15萬㎡，因此熱負(fù)荷主要集中在φ630以下管網(wǎng)上。管網(wǎng)的原有布局就不符合城鎮(zhèn)的發(fā)展要求，主要就是西部管網(wǎng)的熱負(fù)荷超過了管網(wǎng)所能提供熱負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，西部城區(qū)供熱效果不好。

二、供熱現(xiàn)狀分析

以往供熱情況，采用低溫水直供，管網(wǎng)供、回水設(shè)計(jì)溫差取20℃，設(shè)計(jì)循環(huán)水量可達(dá)3782.9T/H。熱網(wǎng)首站循環(huán)水泵及一級管網(wǎng)均不能滿足供熱要求。

而根據(jù)我國《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ34-2002）規(guī)定：一級網(wǎng)主干線比摩阻控制指標(biāo)為30～70 Pa／m。如按φ720mm管徑計(jì)算，該管網(wǎng)最大通水能力為3200T／H，比摩阻為70Pa／m。由此可推出，現(xiàn)有供熱管網(wǎng)（一級網(wǎng)）也較

為合理通水能力為2800T／H。管網(wǎng)供、回水設(shè)計(jì)溫差取30℃，設(shè)計(jì)循環(huán)水量為2522.1T/H，經(jīng)由水力計(jì)算，一級網(wǎng)主干線均能滿足要求，其他管段及熱網(wǎng)首站循環(huán)水泵均能滿足供熱要求。

因此，要想減少管網(wǎng)的投資和改造，保證今后幾年采暖期供熱順利進(jìn)行，只有采用提高管網(wǎng)供、回水設(shè)計(jì)溫差方法才能實(shí)現(xiàn)。

三、改造方案的確定

1．改造方案

根據(jù)雞東縣熱網(wǎng)的實(shí)際情況及今后發(fā)展規(guī)模，可以采取以下3種改造方案。

1.1直供方案：即由電廠按現(xiàn)有設(shè)計(jì)供、回水溫度75/55℃，設(shè)計(jì)溫差20℃，按3kg/m2.h的循環(huán)水量直接向用戶供熱。

1.2間接連接方案：由電廠提供高溫水，在各熱力站設(shè)板式換熱器，換出設(shè)計(jì)供、回水溫度75/55℃的熱水向用戶供熱。

1.3混水方案：一級網(wǎng)提高供、回水溫差，在各熱力站設(shè)混水泵，通過混水降溫方式向用戶供熱。

若采用直供方案，隨著系統(tǒng)的不斷增容，管網(wǎng)的總循環(huán)流量也將不斷增加，當(dāng)達(dá)到熱源最大供熱能力的190萬m2時(shí)，系統(tǒng)總循環(huán)流量將達(dá)到5719T/H，而現(xiàn)有的熱網(wǎng)輸送能力已達(dá)到飽和，并且熱源的循環(huán)水泵的也將不滿足要求，需增設(shè)水泵保證循環(huán)流量。此種情況下，原有的一級管網(wǎng)需全部改造，費(fèi)用投入非常大，同時(shí)熱源的電耗也增大。

若采用間接連接方案，新增負(fù)荷可靠提高一級管網(wǎng)的供、回水溫差來解決，在保證一級管網(wǎng)的流量滿足現(xiàn)有管網(wǎng)水力的前提下，在每個(gè)站內(nèi)設(shè)置板式換熱器，同時(shí)換熱站內(nèi)應(yīng)設(shè)補(bǔ)水裝置。此種改造方案需對現(xiàn)有的分配站進(jìn)行重新整合，改造工作量大，同時(shí)還應(yīng)考慮到現(xiàn)有的分配站的建筑面積是否滿足使用要求。在資金比較困難和水源又比較緊張的前提下，這種方案難以實(shí)現(xiàn)。

在綜合考慮投資、運(yùn)行費(fèi)用及系統(tǒng)的靈活性的基礎(chǔ)上，建議采用混水方案，并且混水連接供熱方式還有熱能損失小，熱效率高，利于將來系統(tǒng)低真空運(yùn)行等優(yōu)勢。

2．混水方案可行性

常用混水方式有水泵旁通加壓、水泵回水加壓、水泵供水加壓三種。

1.水泵旁通加壓：混水泵設(shè)置在混水旁通管路上，利用水泵將二次網(wǎng)的一部分回水加壓打入一次網(wǎng)供水中混合加熱，形成二次網(wǎng)供水，二次網(wǎng)的另一部分回水作為一次網(wǎng)回水返回一次網(wǎng)回水總管；一次網(wǎng)供回水上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，水泵采用變頻控制。此供熱方式適用于一次網(wǎng)供水的高中壓區(qū)。

2.水泵回水加壓：混水泵設(shè)置在二次網(wǎng)回水總管上，利用水泵將二次網(wǎng)回水加壓，一部分回水受混水旁通管路上的調(diào)節(jié)閥或者一次網(wǎng)回水管路上調(diào)節(jié)閥支配流入一次網(wǎng)供水混合加熱，形成二次網(wǎng)供水，另一部分回水直接返回一次網(wǎng)回水總管；一次網(wǎng)供回水上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，水泵采用變頻控制。此供熱方式適用于一次網(wǎng)供水的高壓區(qū)且地勢低洼處。

3.水泵供水加壓：混水泵設(shè)置在二次網(wǎng)供水總管上，一次網(wǎng)回水調(diào)節(jié)閥將二次網(wǎng)回水壓力調(diào)節(jié)至滿足二次網(wǎng)系統(tǒng)靜壓，當(dāng)一次網(wǎng)供水壓力高于二次網(wǎng)回水靜壓時(shí)，一次網(wǎng)供水側(cè)電動調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)流量的同時(shí)一次網(wǎng)供水閥后壓力與二次網(wǎng)回水靜壓相持平衡，利用水泵將二次網(wǎng)一部分回水及一次網(wǎng)供水同時(shí)吸入混合加熱，形成二次網(wǎng)供水，另一部分二次網(wǎng)回水直接返回一次網(wǎng)回水總管；一次網(wǎng)供水（或混水旁通）與一次網(wǎng)回水上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，水泵采用變頻控制。此供熱方式適用于一次網(wǎng)供水的低壓區(qū)。

結(jié)合雞東縣供熱范圍地勢現(xiàn)狀和供熱管網(wǎng)水力計(jì)算，確定混水方式采用水泵旁通加壓方式?；焖B接熱力站的流程圖見下圖。

為了對整個(gè)熱網(wǎng)進(jìn)行良好的控制調(diào)節(jié)，在每個(gè)熱力站設(shè)有微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，即每個(gè)熱力站都要安裝三個(gè)壓力傳感器和三個(gè)溫度傳感器及兩個(gè)電動調(diào)節(jié)閥。另外，為了準(zhǔn)確了解整個(gè)管網(wǎng)的流量分配情況以及對管網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)辨別、故障診斷等，供、回水總管之間還需安裝流量傳感器。

設(shè)有微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的混水連接熱力站，能夠保證混水熱力系統(tǒng)安全、節(jié)能、穩(wěn)定運(yùn)行，具體體現(xiàn)如下：

1.運(yùn)行工況的檢測。檢測熱網(wǎng)運(yùn)行工況，并在中央調(diào)度室中實(shí)時(shí)顯示各混水熱力站的供、回水溫度、壓力及流量等運(yùn)行參數(shù)，從而直接對整個(gè)熱網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理。

2.故障及運(yùn)行工況的分析。根據(jù)實(shí)際測量的參數(shù)及供、回水溫度、壓力及流量曲線，分析運(yùn)行工況，統(tǒng)計(jì)各種有關(guān)參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象，并由此分析判定系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，迅速通知值班人員進(jìn)行故障處理。

3.熱網(wǎng)的控制與調(diào)整。整個(gè)熱網(wǎng)集中控制，即以各個(gè)混水熱力站供、回水平均溫度均勻?yàn)榭刂颇繕?biāo)，在中央控制機(jī)控制下，統(tǒng)一對各混水熱力站進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)供、回水閥門的開度來調(diào)節(jié)管網(wǎng)的流量與混水溫度，可解決管網(wǎng)失調(diào)與冷熱不均的問題。

4.熱力站無人值守。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可將熱力站變?yōu)闊o人值守?zé)崃φ荆@樣可減少人員的開支，增加經(jīng)濟(jì)效益。

5.減少改造費(fèi)用。如采用換熱站供熱方式，投資約800萬元左右，而采用混水供熱方式，只需約300萬元左右。

6.節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。如采用換熱站間接連接供熱方式，站內(nèi)年運(yùn)行電費(fèi)約400萬元，而采用混水供熱方式，只需約160萬元左右。

為防止混水熱力站停電時(shí)造成混水泵停止工作，可設(shè)置備用柴油發(fā)電機(jī)。當(dāng)個(gè)別站房停電時(shí)，可啟用備用柴油發(fā)電機(jī)。如整個(gè)混水站房都處于停電時(shí)，可使一級管網(wǎng)的水直接進(jìn)入到用戶，以維持用戶的用熱需要。

四、混水方案運(yùn)行與調(diào)節(jié)

根據(jù)現(xiàn)有熱源最大供熱能力，考慮最大供熱建筑面積190萬㎡來確定，一級管網(wǎng)設(shè)計(jì)供、回水溫度為95/55c0,設(shè)計(jì)供、回水溫差40c0，二級網(wǎng)供、回水設(shè)計(jì)溫差按20c0計(jì)算，二級網(wǎng)供、回水設(shè)計(jì)溫度應(yīng)為：75／55c0，設(shè)計(jì)混水比為

即:一級網(wǎng)設(shè)計(jì)循環(huán)水量為2859.5 T／H，各熱力站設(shè)計(jì)抽?j=(95-75)/(75-55)=1。

回水量總計(jì)為：2859.5×1＝2859.5T／H，二級網(wǎng)設(shè)計(jì)循環(huán)水量總計(jì)為：2859.5+2859.5＝5719T／H。

同時(shí)，可根據(jù)各個(gè)時(shí)期建筑增長規(guī)模，來確定各階段的混水方案。具體見下表。

集中供熱不同階段混水連接設(shè)計(jì)參數(shù)

五、結(jié) 論

雞東熱電廠采用混水直供方式使其供熱方式在建設(shè)初投資、運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)

費(fèi)等均有優(yōu)于傳統(tǒng)的間接供熱方式。雞東混水直供系統(tǒng)至今已運(yùn)行兩個(gè)采暖季，供熱系統(tǒng)穩(wěn)定，供熱效果良好。隨著先進(jìn)監(jiān)控設(shè)備在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，在一次網(wǎng)水溫不高的情況下，采用混水直供供熱方式，相對間接供熱方式可減少換熱器的散熱損失，供熱熱效率更高等優(yōu)勢越來越明顯，尤其在地方熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目改造中是值得大力采用。

六、參考文獻(xiàn)

[1]GB50019-2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國計(jì)劃出版社，2003

[2]GJJ34-2002，城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

[3]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993

[4]賀平，孫剛.供熱工程.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000

[5]張子慧.熱工測量與自控.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996