供热机组供热优化方案探讨

田景亮

山东滨州鑫诚热力有限公司山东滨州256600

摘要：随着社会经济的快速发展，我国面临的能源和环境问题日益突出。提高能源效率，减少污染物排放，是解决能源与环境问题的重要途径。提高发电厂能源利用效率是保持社会经济可持续发展的客观要求。现有电厂汽轮发电机，只有燃料输入热量的一小部分可以被转换成电能输出，循环热效率不高，凝汽式汽轮机的排汽电厂的损失是主要的热损失，即使是大容量、高参数汽轮机发电机组热效率高，排汽冷凝热损失约占燃料输入热量的50%。

关键词：供热机组；供热优化；方案

1供热机组简介及供热参数选取

1.1供热机组的分类和选型

供热机组分为2大类：工业蒸汽提取和加热蒸汽提取。加热汽提单元分为高压加热单元和低压蒸汽抽汽单元。在加热区现有的热水供暖系统内高压加热和蒸汽发生器的加热系统，在0.49~0.78mpa范围内蒸汽压力，以满足蒸汽加热系统蒸汽压力的要求；热水采暖地区的低压蒸汽加热提取单元，在热网加热器送水的温度在110℃～130℃，以火电汽轮机的蒸汽，蒸汽压力应0.245~0.294mpa范围，提取温度为210℃～240℃。

1.2供热参数的选取及其对热网加热器的影响

该项目所在城市集中供热采用热水采暖系统，至2010年的近期热负荷中，最大热负荷769.75MW，平均热负荷515.65MW，最小热负荷303.23MW。要求在热电厂内设置热网首站，用汽轮机抽汽向热网加热器提供加热蒸汽，将70℃水温的采暖循环水加热至130℃外送，抽汽的凝结水用疏水泵升压送至除氧器。若按该项目所在城市热水采暖系统选型，目前国内生产的300MW抽汽供热机组，当抽汽压力为0.49MPa，最大抽汽量500t/h，可供采暖热量349.6MW（哈汽）或334.1MW（东汽）；当抽汽压力为0.294MPa，最大抽汽量550t/h，可供采暖热量368.3MW（哈汽）或364.4MW（东汽）。两家制造厂在2种抽汽压力下，2台机组的供热能力均超过了武威市城市集中供热的平均热负荷值，达到最大热负荷值的95.6％。2台300MW供热机组，采暖抽汽供热能力强，不仅满足平均热负荷要求，还能承担大部分尖峰热负荷量，这都有利于该市集中供热工程的建设。

在满足热网加热器用汽参数的情况下，尽可能采用低压力的汽轮机抽汽对热网加热器进行加热，机组的发电量增加，发电热耗率降低，机组的热效率和经济效益得到明显的提高。加热器端差是指加热蒸汽的饱和温度与加热器出口水温之差。在实际运行中，端差的存在和变化虽没有直接的明显热损失，但增加了热交换的不可逆性，产生了额外的冷源损失，降低了装置的热经济性。端差过大，可能为加热器出口水温过低，这样出口水温不能满足热用户温度的要求；也可能为加热器的加热蒸汽抽汽压力过高导致对应的饱和温度过高，高的抽汽压力降低了汽轮机作功能力。故合适的供热参数对提高换热设备乃至整个机组的热经济性都取到重要作用。此工程的采暖供水温度为130℃，为减小端差，抽汽压力选用0.294MPa，其饱和温度为132℃，几乎接近130℃。

2热网加热器的选型

2.1热网加热器简介

热网加热器是热水管网回水的加热设备，它采用汽轮机蒸汽抽汽、锅炉蒸汽或其他热源的降温减压等方式加热热网回水和工业生产。目前热网加热器一般选用壳管式，称为全焊接板式水蒸汽换热器。与一般的壳型设备相比，板式换热器管1/3只要体积大，但焊接板式水蒸汽换热器的传热系数要高得多，而且换热器适应性强，拆装方便。全焊板式热网加热器在电厂做热网加热器，由预先加工成的具有特别波纹的钢板经特别精确激光焊接构成的全焊板式热网加热器。它的流道一侧是椭圆形管状，另一侧由管状的外侧构成波纹状的相似搓衣板的宽广的流道，因而称为管板混合式换热器。管侧流和板侧流在换热器中的单个流程上是错流活动，构成两侧高效率的错－逆活动传热。全焊板式热网加热器与管壳式换热器的比照，有如下优势：波纹管板推进进步湍流度，从而使整体的传热系数到达管壳式换热器的3到5倍；换热器一、二侧温度接近到3℃时还能作业；交织焊接的板片构成湍流，结垢比管壳式换热器细微得多，运行周期大为加长，根本可避免保护；结构紧凑，占用空间仅为管壳式的1/3～1/4；全焊板式热网加热器的优越性还体现在节能上面。1台换热器除了满意蒸汽冷凝需要外，还以较高的热效率收回显热。

2.2全焊接板式热网加热器与管壳式换热器比照

全焊板式热网加热器与管壳式换热器的比照，有如下优势：波纹管板推进进步湍流度，从而使整体的传热系数到达管壳式换热器的3~5倍；换热器一、二侧温度接近到3℃时还能作业；交织焊接的板片构成湍流，结垢比管壳式换热器细微得多，运行周期大为加长，根本可避免保护；结构紧凑，占用空间仅为管壳式的1/3～1/4；全焊板式热网加热器的优越性还体现在节能上面。1台换热器除了满意蒸汽冷凝需要外，还以较高的热效率收回显热。

3其他设备的选型

3.1系统设备需求

本项目供热汽水系统采暖蒸汽取自汽轮机中压缸排汽接口，有2根1020×7管道连接。五级抽汽从这2根母管上引接，为了防止汽机超速和进水，在2根1020×7管道上设置了液动快关阀和液动逆止阀。液动快关阀和液动逆止阀均靠近汽机布置。每台机组的采暖蒸汽管道合并成1根1420×10的母管，分别向2台热网加热器提供采暖蒸汽。同时，从母管上引接一路蒸汽去热网除氧器，对热网除氧器提供加热蒸汽。经热网加热器凝结的凝结水经过疏水泵升压后分别回到各自的除氧器凝结水管道入口。为避免汽轮机进水和超速，本体系规划有完善的疏水体系。每台机组别离装备了2台热网加热器和3台热网疏水泵，依据可研检查定见，热网循环泵不设置备用泵，全厂设置了4台电动调速热网循环泵、2台热网排水泵、2台热网补水泵、1台热网除氧器、1台热网疏水扩容器和1台热网疏水箱。除了热网加热蒸汽和热网凝结水体系选用的是单元制外，别的体系均选用的母管制体系。4台热网加热器为并联方法，4台热网循环泵也为并联方法运行，排水泵和补水泵正常运行为1运1备。

3.2选型结果

热网设备的型号如下：热网循环水泵：4台（全厂）；型式：卧式；流量：2600t/h；扬程：160m；转速：1490r/min；电动机：1400kW，1493r/min，6kV；液力耦合器：勺管式。热网疏水泵：2×3台（全厂）；型式：卧式；流量：200t/h；扬程：160m转速：1490r/min；电动机：200kW，1493r/min，6kV。热网除氧器：1台（全厂）；型式：卧式；容量：200t/h；压力：0.12MPa。热网疏水扩容器：1台（全厂）；型式：立式；容量：5.5m3；压力：0.12MPa。热网疏水箱：1台（全厂）；型式：卧式；容量：20m3；压力0.12MPa。

4结论

供热事业充分利用科技的生产力，凭借强大的技术和先进的设备，有效降低能源损耗，减少污染排放，提高了能源利用率。有效优化能源结构，是节能事业的重要技术支撑，在节能产业中占据重要地位。可助力经济再循环发展，具有十分广阔的前景。

参考文献：

［1］孔祥强，马殿群，李瑛.循环冷却水余热回收供热节能分析.热力发电，2013，42（6）：9-12.

［2］王长河，陈光，王宝玉.基于吸收式热泵的大型火电厂冷凝废热回收技术研究.制冷空调与电力机械，2011，32（4）：90-92.