淺談循環(huán)水供熱技術王長礦山東國源設計咨詢有限公司山東250014摘要:冬季采暖工程是全國各地大中小城市為了改善城區(qū)居住環(huán)境,提高人民生活水平,推動經(jīng)濟迅猛發(fā)展的社會性大工程。汽輪機降低真空運行,循環(huán)水溫做為冬季供暖是一項社會效益和經(jīng)濟效益都十分顯著的節(jié)能技術。關鍵詞:循環(huán)水供熱技術中圖分類號:TU833文獻標識碼文章編號前言隨著國家《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。一個熱電廠,廠內(nèi)的綜合熱效率僅為30%40%,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60%。如何降低冷源損失,提髙全廠熱效率、達到節(jié)能挖潛的目的,是目前急待解決的問題。循環(huán)水供熱的實用性我國大多數(shù)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠屬抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn),抽凝式汽輪發(fā)電機組的主要生產(chǎn)過程是:鍋爐中的水吸收煤燃燒時放出的熱量后,變成具有一定壓力和溫度的高速蒸汽,這種蒸汽沖動汽輪機轉子上的葉片旋轉,并帶動同軸的發(fā)電機轉子旋轉發(fā)電;做完功的低溫低壓蒸汽(0.0049MPa,32℃)乏汽送入凝汽器中被廠內(nèi)閉式的循環(huán)水不斷冷卻凝結成水,然后由給水泵提高壓力后再送回鍋爐繼續(xù)加熱,進行往復循環(huán)。低溫低壓蒸汽在凝結過程中釋放岀的大量汽化潛熱(約2400kJ/kg)被循環(huán)水吸收后,循環(huán)水溫度升高,然后由循環(huán)水泵送入冷卻塔與空氣進行熱量交換,水溫降低后再次進入凝汽器冷卻汽輪機排出的乏汽,周而復始。在此交換過程中,通過循環(huán)水帶到冷卻塔排入大氣中的熱量約占總能量的73%,形成了“冷源損失”,造成了較嚴重的能源浪費。在我國的東北地區(qū)有些供熱企業(yè)利用凝汽式汽輪機組低真空運行排汽凝結時放出的熱量向外供熱。該種供熱方式是將凝汽器中乏汽的壓力提高,也就是降低凝汽器的真空度,提高冷卻水溫,將凝汽器改為供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)加熱器,而冷卻水直接用作熱網(wǎng)的循環(huán)水。因此該種供熱方法稱為凝汽機組惡化真空供熱,俗稱低溫循環(huán)水供熱。該方法在不新增電廠裝機容量和不增加當?shù)匚廴疚锱欧诺那闆r下,可增大供熱面積,同時節(jié)約大量因為蒸發(fā)而損失的循環(huán)冷卻水;并且還有建設周期短,投資小的優(yōu)點。因此這是種極具吸引力的城市供熱新形式。、循環(huán)水供熱的經(jīng)濟效益分析1多發(fā)電方面的收入采用汽輪機低真空運行,以6MW機組為例,比原來利用抽汽供暖每噸蒸汽可多發(fā)電124kW·h(因為抽汽溫度311℃·,而低真空運行排汽溫度為70℃),按現(xiàn)在每年我市冬季采暖面積為100萬m,采暖時間115天。每萬平方米住宅面積在膠東地區(qū)每小時需1噸蒸汽,用電單價為0.50元/(kw·h)計算,每年冬季采暖期利用該技術可多發(fā)電收入為:W1=100×24×115×124×0.5元=1711.2方元2節(jié)約冷凝水收入利用該技術在冬季采暖期完全關停冷卻塔,把汽輪機排汽溫度完全加熱到循環(huán)冷卻水中,使熱能仝部利用。原抽汽供暖不能把供出的蒸汽冷凝水回收。這部分冷凝水按成本價20元/t計算,每年冬季收入為W2100×115×24×20=552萬元。3節(jié)約人力、設備及換熱站的投資利用該技術是把熱電廠汽輪機加熱的循環(huán)水直接供到千家萬戶,不需建設各區(qū)換熱站,這樣可以節(jié)約管理換熱站的人力和換熱站所有設備的投資及固定廠房、供電、供汽、供水系統(tǒng)等4具有布局合理、安裝方便的優(yōu)點該技術供水溫度在70℃以下,管道膨脹比蒸汽管道小好幾倍,可以直埋地下,避免了原來蒸汽管道在城區(qū)內(nèi)架空安裝,并設有許多過道彎和膨脹彎,影響市區(qū)美觀。布局合理是指該供暖系統(tǒng),可以按照市街道規(guī)劃處所布局的生活居住的大小設計各街道的地下供水管道,形成整個市區(qū)的閉式供回水管網(wǎng),減少了各城區(qū)內(nèi)多處建設的蒸汽換熱站,并減少了到換熱站的蒸汽管道和換熱后的供水管道。使管網(wǎng)布局最為合理。安裝方便是指該供暖的供回水管網(wǎng)直接沿街道延伸到各住戶樓接口。各住戶樓可以直接接入使用,非常方便。不需要象原來到各分區(qū)換熱站內(nèi)接入供暖系統(tǒng)。5具有運行安全可靠、溫度全天舒適的優(yōu)點該技術是由熱電廠汽輪機冷卻系統(tǒng)與各采暖用戶構成的封閉循環(huán),所以只要熱電廠不發(fā)生重大事故,該采暖系統(tǒng)均可穩(wěn)定運行,不受區(qū)域性停水停電的影響,故運行安全可靠。又因為屬水暖系統(tǒng),并且全天汽輪機是根據(jù)天氣情況,以用戶需要的溫度來調(diào)整電負荷穩(wěn)定運行,所以保證天天24小時室內(nèi)溫度舒適。三、循環(huán)水供熱技術措施由于機組提高排汽溫度,降低凝汽器真空,改變了機組的設計運行參數(shù),勢必對機組造成一定的影響,為保障機組安全,解決了以下問題1凝汽器承壓問題用戶如處于平原地區(qū),循環(huán)水所需壓力不大,回水壓力般在0.2MPa。而凝汽器的承壓能力為0.6MPa,是滿足的,但是為了預防熱網(wǎng)突然解列等特殊情況,還需要釆取以下措施。(1)熱水循環(huán)泵取2臺,互為備用,互相聯(lián)鎖,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,保證回水壓力不超過0.2MPa。(3)供熱循環(huán)水回路上安裝逆止閥。2銅管結垢問題雖然排汽溫度升髙易引起銅管的結垢,但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化學處理過的軟化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品質(zhì)有很大提高。相對于以前該機的循環(huán)水狀況來說,情況大大改善,結垢問題比以前減少。另外還定期用膠球清洗裝置對凝汽器進行清洗。3供熱循環(huán)水補充水問題供熱循環(huán)水采用軟化水,需在交換站內(nèi)安裝一套軟化水處理裝置、1臺凝結水箱和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。4釆暖區(qū)域的選擇及改造選擇工程改造比較簡便,供熱距離較短、壓損小,運行管理也比較方便,并且還可以保留此熱交換站做為緊急情況下的熱源補充。四、循環(huán)水供熱系統(tǒng)故障的處理采用凝汽機組的循環(huán)水供曖,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。2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。3外界氣溫升高,回水溫度升高,不能滿足機組冷凝需要時,采用備用熱用戶切換的方法,將原換熱站供暖的用戶切換到循環(huán)水供熱系統(tǒng)中來:氣溫下降后再將這部分用戶切換回原換熱站,以保證機組出力。同時保留原冷卻塔系統(tǒng),部分循環(huán)水還可以進入冷卻塔循環(huán)囯路進行冷卻通過降低凝汽機組真空,提高排汽溫度,利用循環(huán)水供熱來降低冷源損失是非常成功的,改造比較簡單,設備可以安全穩(wěn)定運行,特別是節(jié)能效果顯著,經(jīng)濟效益非常可觀。利用汽輪機低真空運行,循環(huán)冷卻水采暖技術,屬于目前國內(nèi)冬季采暖最先進的方法,具有諸多好處和顯著的經(jīng)濟效益,并且符合國家規(guī)定的熱電廠以熱定電運行方式。結束語城市建設的快速發(fā)展,城區(qū)供熱面積不斷增大,現(xiàn)有熱電廠的供熱能力已經(jīng)不能滿足日益增長的供熱需求,供熱面積的急速增加與熱源建設的相對滯后,形成的供熱供需矛盾日益突出。在此狀況下,如何挖掘供熱機組的最大供熱潛力在不增加熱源建設規(guī)模的情況下滿足廣大的市場需求,是熱電企業(yè)現(xiàn)階段需解決的問題。參考文獻]蔡永久.供暖循環(huán)泵的性能及改造研究[J].民營科技.2012(10)[2]馬新建.城市熱力管道安裝施工工藝分析[J].科技風.2012(14)3]趙曉海.淺議供熱工程直埋管道保溫技術「J].科技風.2012(14)[4]胡朝貴.水暖管道水力失調(diào)現(xiàn)象的分析與應對措施[J.黑龍江科技信息.2012(27)