供热机组冷凝热回收节能技术改造工程可行性研究报告

供热机组冷凝热回收节能技术改造工程 可行性研究报告 2 目 录 1 概述 阳新能的 基本情况 市供热规划情况 行性研究的编制依据 行性研究的范围 行性研究的技术原则 用热电厂冷凝热集中供热的意义 用热电厂冷凝热集中供热的方法 2 热负荷 然气象条件 热范围及热负荷 热系统划分 热量指标与供热参数确定 负荷确定 供热量 3 热源 凝热回收与节水估 算 凝热利用方法 泵机组选择 3 泵系统与原供热系统联合运行方式 源系统运行调节 4 一次供热管网 网布置设计 网布置原则与思路 干线走向及定位 设方式及热补偿方式 门与补偿器设置 道防腐保温 次管网水力计算与 工作压力确定 据 果 行调节 行调节 依据 行调节 方式 锤防范 5 热力站 力站选址 力站规模的确定 力站工艺 方案 力站 运行调节 4 力站设备选择 6 热工测量与自动控制 工测量与自动控制设计的指导思想 泵站热工测量与自动控制 力站热工测量与自动控制 中供热系统监控 7 节能 分析 能设计依据与原则 能效益分析 8 环境保护 声控制 述 要噪声源 噪声措施 会效益与环境效益分析 9 劳动安全和职业卫生 制 依据 产过程中职业危险、危害因素的分析 范措施 动安全卫生机构 工程劳动安全卫生预评价 5 10管理 机构及 人员编制 11项目实施计划 12投资估算及经济评价 金筹措 13结论与建议 6 附件： 1 国阳新能股份有限责任公司 可行性研究委托书 2X 市 规划 局关 于国阳新能 桃南 集中供热工程规划意见 3X 市环保局关于 国阳新能 桃南 集中供热 工程的环保意见 附表： 附表 1 冷凝热集中供热工程主要材料设备表 附表 2 新桃北供热系统水力计算成果表 附表 3 新桃北供热工程总成本估算表 附表 4 新桃北供热工程损益表 附表 5 新桃北供热工程现金流量表 附表 6 冷凝热集中供热工程估算表 附图： 附图 1 热泵站工艺流程图 附图 2 热泵站工艺平面图 附图 3 热泵站热工测量与自动控制原理图 附图 4 新桃北供热系统 热区划分图 附图 5 新桃北供热系统一次 管网平面图 附图 6 新桃北供热系统 管网水压图 附图 7 新桃北供热系统 水力计算简图 附图 8 热力站工艺系统图 7 1 概述 地貌与气候特征 X 市 位于山西省东部中侧， 山西黄土高原东北部， 地 处太行山脉北段，地理位置：北纬 37 度 51 分；东经 113 度 33 分。地势：西北高，东南低。 X 地区属温带较寒冷的大陆性气候，空气干燥，蒸发量大于降雨量 34 倍，冬季少雪，春季多风，秋季较短，夏季雨量集中。冬季长约 5 个多月，月份最冷，月平均温度 ； 6 月中旬至 8 月中旬为夏季， 7 月最热，月平均温度 年极端最高温度 ，每年最高温度天数平均为 4 天。 年平均降水量 米，降水量年际变化差距很大，多雨年（ 1963）达 雨年仅为 米（ 1972 年）。年内分配差距也较大，其中 50%以上降水量集中在 7、 8 月。 1966 年 8 月 23 日 X 市一天降雨量达 米，造成历史上最大的桃河洪水灾害。 年平均相对湿度 54%，夏季偏高，冬季偏低。 桃河自西向东穿越 X 市区，四季干枯无水，夏季行洪，夏季流量一般为2s，最大流量为 2200m3/s。 本区风向多变，全年以西北偏西风为主，年平均风速 s。春冬季风大，冬季平均风速 s。夏秋季风小， 8 月份平均风速 s。 区内冰冻期为 11 月至次年 3 月 ,土壤冻结深度：向阳面 ；，最大积雪厚度 23 厘米 X 矿区地震基本烈度为 7 度。 8 本情况 国阳新能股份有限公司系我省大型煤矿企业之一。国阳新能以煤为主，同时非煤产业也在不断的发展与壮大。所属企业 地处市区中西部， 生活区沿桃河 两岸分布 ， 矿区总面积为 45 平方公里，人口 。 矿区地势西高东低，桃河南北两岸山脉叠起，国阳新能公司矿区座落于河两岸山脚下及山腰间。矿区地势复杂，地形高差之大，最高点标高超过 860 米，最低处标高不到 680 米。东西距离约 12 公里，南北平均距离不足 4 公里。 矿区地处山西黄土高原 ,山高坡陡 ,沟豁连绵 ,基岩上覆第四系黄土 ,厚度不均 ,为非自重湿陷性黄土。在低洼处存在新近堆积黄土层 ,压缩性高 ,承载力低 ,局部也存在一般粘性土及砂层 需分地段做工程地质勘查工作 ,相应作场地稳定性评价和各类土壤物理力学指标。 矿区自 50 年代以来不断发展壮大，工业建筑、公用建筑及住宅建筑面积相应增加。特别是近年来，公司发展迅猛，同时以人为本，十分重视职工的工作 、生活和 居住条件的改善，职工住宅改造每年以 810 万平方米的速度增加 ，为全体职工全面实现小康生活不懈努力。 国阳新能股份有限公司注重环保，关心职工冷暖，大力发展集中供热，但由于历史欠账和全面实现小康生活的需求，集中供热仍有较大缺口。 根据 X 市规划设计院编制的 “ 2006 年 X 市集中供热规划调整说明”， X 市集 9 中供热是以热电厂为主要热源，区域锅炉房为调峰热源和补充热源的供热方式。为充分利用当地电厂资源优势，减少城市污染源，先后启动了河坡电厂、阳煤集团第二、第三电厂作为城市供热的热源，保留部分区域供热锅炉房作为作为调峰使用。在地形相对复杂、布局分散、热电厂管 网能力达不到的局部区预先间或保留区域锅炉房供热。 1) 关于三电厂冷凝热集中供热工程设计委托 2) 国阳新能第三热电厂提供的有关冷凝热利用资料 3) 国阳新能公司房地产总公司提供的建筑物明细 4) 升华公司热力中心提供的升华热力中心热力消耗分布流向图 5) 国家四部委关于发展热电联产的若干规定计交能（ 1998） 220 6) 中华人民共和国大气污染防治法 ( 7) 中华人民共和国大气污染防治法实施细则 ( 8) 中华人民共和国 节约 能源法 9) 中华人民共和国 节约 能源法 10) 中华人民共和国 电力 法 11) 中华人民共和国 建筑 法 12) 中华人民共和国 清洁能原促进 法 13) 民用 建筑节 能管理规定 （建设部部帐令第 76 号） 14) 中华人民共和国 清洁能原促进 法 10 15) 山西省人民政府关于印发山西省节能减排综合性工作方案的通知 晋政发 2007 32号 16) 节 能 中长期专项规划 (发改环资【 2004】 2505号 ) 17) 山西省 节约 能源 条例 （ 2000 年 5 月 28 日 山西省第九届人民代表大会常务委员会第十六次会议通过 ） 18) 采暖通风与空气调节设计规范（ 2003 年版）（ 0019 19) 民用建筑与节能设 计标准（ 26 20) 城市热力管网设计规范（ 2002）。 21) 城镇直埋管道工程技术规程（ 81 22) 城市热力管网工程施工及验收规范（ 23) 直埋式预制保温管道工程设计技术规程（ 24) 低压锅炉水质标准（ 25) 建筑给水排水设计规范（ 15 26) 民用建筑电气设计规范（ T 16 27) 建筑设计防火规范（ 2001 年版）（ 28) 建筑抗震设计规范（ 29) 工业企业噪声控制设计规范（ 30) 建设项目（工程）劳动安全卫生检察规定（劳动部 1997） 31) 工业企业设计卫生标准（ 32) 城市管线 工程 综合规划 规范 （ 33) 国阳新能股份有限责任公司发供电分公司第三热电厂技改工程可行心 11 研究报告 （ 山西意迪光华电力勘测设计院 ） 34) 三矿热电车间热网站施工图 热泵站：在第三热电厂新建热泵站，研究的范围包括热泵站的工艺、电气、控制及土建部分，管线至站外米。 一次网：自 国阳新能公司第三热电厂热泵站外一米至供热区域内的各热力站外米。 热力站：各热力站工艺、电气、控制及土建部分 本工程利用三电厂 2 35+1 60电机组冷凝热，提供 302 万平方米供热面积，可基本缓解矿区集中供热问题。本工程应体现以下几个技术原则。 1 技术先进 2 经济合理 3 节约能量 4 节约水量 5 节约资金 6 余热利用 7 环境保护 8 运行稳定 12 9 安全可靠 用热电厂冷凝热集中供热的意义 火力发电厂冷凝热排空是我国发电厂普遍存在的问题。严重影响能源使用效率，是浪 费，也是无奈。国阳新能公司第三热电厂利用抽汽已经实现热电联产，供热能力 468 万平方米，但其冷凝热也是按照目前常规的方法排入大气。 2 35入大气的 冷凝热最大为 1241 60电机组 排入排入大气的 冷凝热最大为 113供热 工况下，可回收的冷凝热为 1402 35入大气的 冷凝热可供热 202 万平方米， 1 60电机组 排入大气的 冷凝热可供热 100 万平方米。 国阳新能公司集中供热热源缺口较大。四矿区域内集中供热尚未涉入，现有段家背 、 刘家垴和沸腾炉三座锅炉房供热， 锅炉房容量分别为 3514计 山锅炉房容量为 些锅炉房不符合环保要求，需要改造或集中供热。另外，每年新增的住宅和公建也需要集中供热。根据矿务局规划，矿区供热规划总面积为 789 万平方米，除桃南 、 桃北和一矿供热系统已供热面积分别为 260、 208、 80 万平方米外，还有 241 万平方米供热面积（不含矿区内非矿区热用户）的缺口。 随着我国热泵技术的发展，特别是高温水源热泵的问世，使得发电机组冷凝热回收成为可能。利用热泵技术可以将电厂冷却水中的低品位热能转换为可以用来 供热的能量，现在的高温热泵的能效比 以达到 4 以上，即用 1电提供 4上的热。大大提高电厂的热能利用率。 13 利用热泵技术 2 35+1 60入大气的 冷凝热可供热 302万平方米。近期内可基本解决矿区内集中供热问题。 利用热泵技术还可以将冷却水的飘散减少到零， 2 35电机组每日补水可节省 3000同时提高了电厂运行的经济性。 利用热泵技术将 60 左右的回水加热到 75，再用抽汽加热至120，作为供水送到各热力站。 2 热负荷 地理位置： （ 1） 北纬 37 度 51 分 （ 2） 东经 113 度 33 分 （ 3） 海拔高度 769气压力： （ 1） 冬季室外大气压 2） 夏季室外大气压 外风速 : 14 (1) 冬季室外风速 s (2) 夏季室外风速 s 室外计算温度 : (1) 采暖室外计算温度 (2) 冬季空调室外计算温度计 (3) 冬季通风室外计算温度计 (4) 冬季室外平均计算温度计 (5) 极端最低温度计 (6) 极端最高温度计 (7) 最低日平均温度 其它： （ 1） 采暖天数 135 天（ 11 月 1 日 3 月 15 日） （ 2） 采暖度日数 2443 （ 3） 最大冻土深度 新桃北供热系统供热范围 : 桃河北路以北，三电厂以东，局机关以西范围内（不含一矿）未集中供热矿区。 现状热负荷： 三矿 竖井 、 七尺煤和麻地巷锅炉房装 机容量 49工业区热负荷 业建筑供热面积 5 万平方米， 洗澡热负荷 矿三座锅炉房装机容量 供热面积 平方米，其中段家背锅炉房供热面积 15 平方米，刘家垴锅炉房供热面积 平方米，沸腾锅炉房供热面积 洗澡热负荷 5关 西山锅炉房，供热能力为 2 热面积 8 万平方米。 三矿 竖井 、 七尺煤和麻地巷锅炉房工业区热负荷及洗澡热负荷由集中供热承担，非采暖季新建一所 燃气锅炉房； 四矿段家背锅炉房 、 刘家垴锅炉房的采暖 热负荷由集中供热承担，沸腾锅炉房的工业区热负荷及洗澡热负荷由集中供热承担，非采暖季新建一所 5机关西山锅炉房的采暖 热负荷由集中供热承担。 本项目实施后，可拆除的锅炉房有段家背锅炉房（ 2 25t/h），刘家垴锅炉房（ 2 10t/h），西山锅炉房（ 2 6t/h）。共计 82t/h。沸腾锅炉房的工 业区热负荷及洗澡热负荷由集中供热承担，非采暖季新建一所 5腾锅炉房（ 10+12t/h）拆除。竖井 、 七尺煤和麻地巷锅炉房工业区热负荷及洗澡热负荷由集中供热承担，非采暖季新建一所 燃气锅炉房，竖井 、 七尺煤和麻地巷锅炉房（ 7 10t/h）拆除。拆除锅炉总装机容量 74t/h) 。 另外，考虑到 桃北集中供热系统压力较大，现在实际供热面积接近 230 万平方米，除西川（供热面积 23 万平方米）站按原计划切给 桃南集中供热系统外，再将 麻地巷热交换站（供热面积 33 万平方米，其中现有面积 平方米）切出 桃北系统 ，使 桃北集中供热系统 供热面积控制在设计能力（ 208 万平方米）以内 ，并留有一定的发展余地。 新桃北供热系统现状 供热面积共计 平方米，热负荷 中，采暖热负荷 洗澡热负荷 16 规划热负荷： 三矿供热面积 31 万平方米，其中三矿医院北东西沙台棚户区改造供热面积 15 万平方米，中沙坪供热面积 7 万平方米，麻地巷供热面积 9 万平方米。考虑到工业区 、 煤台等三矿 规划 供热面积 为 平方米。四矿供热面积共计 平方米（估）。三处卫生队供热面积 平方米，俱乐部供热面积 4 万平方米，工程处木厂供热面积 4 万平方米，水泥厂供热面积 8 万平方米，宏泉三期四期供热面积 7 万平方米。马家坪西区供热面积 20 万平方米，西河路馨安家园供热面积 7 万平方米，东山西区供热面积 5 万平方米，东山棚户区改造供热面积 70 万平方米。 新桃北供热系统规划 供热面积共计 平方米，热负荷 新桃北供热系统 供热面积共计 302 万平方米，热负荷 中， 洗澡热负荷 新增热源供热能力： 2 35电机组 120热面积 202 万平方米。 1 60电机组 60热面积 100 万平方米。供热能力共计 180热面积共计 302 万平方米。 新桃北供热系统分 15 个热力站， 新桃北供热系统 热区划分和热力站分布见附图 4。各热力站供热范围 、 供热面积 、 供热负荷见表 2 供热系统划分力求经济合理，符合实际。 方案 1：桃南和桃北集中供热系统供热范围不变。新增的新桃北供热系统供热范围为：桃河北路（赛鱼路）以北，三电厂以东，局机关以西范围内（不含一 17 矿）未集中供热矿区，含 西山锅炉房 、 段家背锅炉房 、 刘家垴锅炉房 、 沸腾炉锅炉房 、 竖井 、 七尺煤和麻地 巷锅炉房 等所带的热用户 。 新桃北供热系统负荷表 表 2号 站号 站名 供热范围 供热面积 (万平米 ) 热负荷(现状 规划 总计 1 西站 马家坪西区 7 20 27 山站 西山锅炉房东山西区 5 山西站 东山一期 35 35 山东站 东山二期 35 35 泉站 宏泉三四期萝卜台 12 12 家垴西站 刘家垴锅炉房俱乐部 0 矿工业站 沸腾炉水泵房洗澡(4 家背东站 段家背东区 10 5 15 家背西站 段家背西区 0 0 台站 三矿住宅、国际城、煤台等 12 3 15 1 美站 水泥厂工程处木厂 14 14 2 地巷站 麻地巷 1河180 3 矿工业站 工业区洗澡 (5 5 10 4 台站 东西沙台 3 17 20 5 坪站 沙坪 2 8 10 热面积合计 (万平方米 ) 02 供热负荷合计 (洗澡 (98 案 2：桃南集 中供热系统供热范围基本不变。考虑到桃北集中供热系统在 18 超载运行 ,桃北集中供热系统中西川站按原设计由桃南集中供热系统供热 ，再从桃北集中供热系统摘除 麻地巷热交换站，麻地巷热交换站 由新桃北集中供热系统供热。 通过方案 1 和方案 2 比较。方案 2更为合理，推荐方案 2。 根据 X 的实际情况和桃南桃北供热系统的运行经验 ,现状 面积 热负荷指标取62w/划 面积 热负荷指标取 54w/ 方案 1：一次供水温度 130 ， 回水温度 70 ；二 次供水温度 85 ， 回水温度 60 。 方案 2：一次供水温度 120 ， 回水温度 60 ；二 次供水温度 80 ， 回水温度 55 。 考虑到热泵机组的经济运行和供热机组的抽汽供热能力 ,以及桃南桃北供热系统的实际运行参数，供热参数确定推荐采用方案 2。 桃南供热系统 供热能力 152热面积约 260 万平方米。 桃北供热系统供热能力 122热面积约 208 万平方米。 新景矿供热 能力 44增 新桃北供热系统分两期完成，一期 供热能力 120热面积约 202 万平方米； 19 二期 供热能力 60热面积约 100 万平方米。 现状供热能力 318期完成后，供热能力 498热能力提高 年供热量计算条件 : 采暖室外计算温度 采暖天数 135 天（ 11 月 1 日 3月 15 日），采暖季室外平均计算温度 ，采暖季室内平均计算温度 18 。 桃南供热系统年供热量 104桃北供热系统年供热量 04增的 新桃北供热系统年供热量 104期年供热量 104期年供热量 104 三电厂年供热量 共计： 104新景矿年供热量 104其中，回收冷凝热的热泵机组 年供热量 104热发电机组抽汽 年供热量 104用热泵技术回收冷凝热改造后 年供热量 可以提高 与改造前相比， 桃南供热系统和桃北供热系统年供热量共计 104造后 ，供热发电机组抽汽 年供热量减少 104 X 市 实际 采暖期为当年 11 月 1 日至第二年 3 月 31 日，共计 151 天，年累计采暖小时为 3624 小时。 年供热量 (不含新景矿 ): 104中，回收冷凝热的热泵机组 年供热量 104热发电机组抽汽 年供热量 104造前， 桃南供热系统和桃北供热系统年供热量共计 104造后 ，供热发电机组抽汽 年供热量减少 104 根据 X 市气象资料，采暖期室外计算温度为 ，采暖季室内平均计算温度 18 。绘制年负荷曲线见图 2同室外温 20 度的热负荷 、 延续时间及供热量见表 2 不同室外温度的热负荷、延续时间及供热量表 表 2外 温度 ） 低于 ） 低于 的小时数（ h） 热负荷 （ GJ/h） 供热量（ 延续天数 天数累计 延续时数 时数累计 热量 热量累计 5 120 00 120 00 1634 4 196128 196128 617 10 617 134 81 254 81 1634 4 220333 416461 726 14 343 89 42 344 23 1571 5 140523 556984 521 20 864 156 50 500 73 1508 7 236112 793096 276 30 14 222 62 723 35 1445 8 321864 1114960 0 998 41 138 263 95 987 31 1383 0 365043 1480003 2 697 53 835 304 73 1292 04 1320 1 402274 1882277 0 373 64 208 248 95 1540 99 1257 2 312980 2195257 1 031 75 239 264 75 1805 74 1194 4 316217 2511474 0 10 674 85 913 256 17 2061 91 1131 5 289856 2801330 1 6 302 92 215 151 25 2213 16 1068 6 161626 2962956 2 6 918 99 133 166 03 2379 19 1005 8 166993 3129949 3 8 522 107 655 204 53 2583 72 942 9 192851 3322800 4 7 116 114 771 170 78 2754 50 880 1 150303 3473103 5 6 701 121 472 160 83 2915 33 817 2 131430 3604533 6 8 277 129 749 198 65 3113 98 754 3 149842 3754375 7 8 845 137 594 188 28 3302 26 691 5 130196 3884571 8 13 406 151 000 321 74 3624 00 628 6 202246 4086817 合计 151 3624 4086817 21 22 3 热源 国阳新能公司第三热电厂现有三台 供热发电机组， 350冷热电机组一台。 三台 供热发电机组所用的蒸汽为母管制。供热工况： 2 35电机组，抽汽 2 120t/h，抽汽焓 2800kj/排 汽 2 0t/h， 排 汽焓 2357kj/凝水 焓 251kj/却水循环流量为 13000t/h，冷却水耗量为3000d； 1 60电机组，抽汽 160t/h，抽汽焓 2800kj/排 汽 110t/h，排 汽焓 2357kj/凝水 焓 251kj/ 2 35电机组供热工况 排入大气的 冷凝热为 105凝工况 排入大气的 冷凝热为 124 1 60入大气的 冷凝热为 58凝工况 排入大气的冷凝热为 113 利用热泵技术还可以回收 2 35电机组冷凝热为 105热泵供热能力为 120 供热 202 万平方米。 2 35电机组每日节省 冷却水耗量 3000， 取平均数每日节 水3500吨，年节水量 利用热泵技术还可以回收 1 608热泵供热能力 为60 供热 100 万平方米。 23 ） 冷凝热排空 (丢弃 ) 热电厂做功后的蒸汽需要冷凝成水回到锅炉。目前普遍采用的方法是通过水冷或空冷冷凝蒸汽，冷凝热排入大气。 ）冷凝热回收 由于冷凝热属于低品位热源，难以利用 ,极少回收。 随着我国热泵技术的发展，特别是高温水源热泵的问世，使得发电机组冷凝热回收成为可能。 利用热泵技术可以从低品位热源获取热能。电厂冷 却水中的热能属低品位热能，利用热泵技术可以从电厂冷却水中获取热能。 一般热泵机组制出的热水为 40，这个温度对于集中供热显然太低，集中供热要求的水温度最低为 70，即这样的水源热泵为高温水源热泵，而且要求平均制热能效比 低于 4。这种热泵机组产家尽管很少，但在市场上是可以找到的。 利用高温水源热泵的蒸发器吸收在汽轮机中做功后的蒸汽的冷凝热，冷凝器放出热量，将集中供热 50的回水加热到 70再经过加热器使水温提高到 120 高温水源热泵对电厂冷却水制冷，吸收蒸汽的冷凝热 ，冷却水无需在冷却塔冷却，可减少水耗 、 功耗及其它运行费用。 高温水源热泵对热用户制热，冬季采暖，夏季空调，四季提供卫生热水。 24 利用热泵技术回收 2 35+1 60热发电机组冷凝热，并利用抽汽将供水加热到 110 ，在夏季可新增空调面积 300 万平方米，可以为 25 万人提供卫生热水。 鉴于目前供热系统中空调和卫生热水热负荷较小，经济性差，因此暂时不考虑卫生热水和夏季空调。 水源热泵由四个部分组成：压缩机 、 冷凝器、蒸发器、膨胀阀。经过压缩的高温高压气体在冷凝器放热变为液体，经膨胀阀节流膨 胀，在蒸发器吸热变为低温低压气体，进入压缩机压缩，依次循环。在冷凝器放出的热供给热用户，蒸发器吸收电厂冷却水中的热。空调中热泵机组制出的冷水温度为 7， 制出的热水温度为 40 50。 而所谓高温水源热泵制出的冷热水温度均高 。 制出的冷水温度为 25 制出的热水温度为 70 80。 高温水源热泵工作原理图如图 1 所示。 压缩机蒸发器 冷凝器节流阀凝汽器 热用户图 1 水源热泵工作原理图 25 利用 2 35+1 60热发电机组冷却水采暖季供暖，新增供热量 180增供热面积 302万平方米。包括原桃南 、 桃北供热系统首站，总供热能力 454供热面积 770 万平方米。热泵站工艺流程图和热泵站工艺平面图分别见附图 1和附图 2。热泵站热工测量与自动控制图见附图 3。 热泵系统由 6 台 30 泵 机组并联运行，冷却水进出水管和热水进出水管均为母管制。冷却水进口温度 40，出口温度 35；热水进口温度 60，出口温度 80。 桃南供热系统循环水设计流量 2600m3/h；桃北供热系统循环水设计流量2080m3/h；新桃北供热系统循环水设计流量 3180m3/h。循环水设计总流量7860m3/h。 三个集中供热系统的回水进热泵站，温度为 60，进 热泵机组后升 温至 80。桃南和桃北集中供热系统在原首站将供水加热到 120。新桃北供热系统在热泵站内设加热器，把供水温度提高到 120。由于三电厂标高是三个供热系统的最高点，故三个集中供热系统的定压相同 , 定压值 水点设置于各循环水泵入口处，压力传感器设置于热泵机组热水进水母管上。 桃南和桃北集中供热系统原首站设备不变。 新桃北供热系统： 软化和除氧设备 1套，处理能力 80m3/h；补水泵 2台（一用一备），流量 87m3/h， 26 扬程 38m，转速 1480r/率 除氧水泵 2 台（一用一备），流量 87m3/h，扬程 38m，转速 1480r/率 汽水换热器 4台，单台换热面积 1000总换热量 120汽 170t/h。水水换热器 2台，单台换热面积 60总换热量 凝结水泵台（一用一备），流量 190m3/h，扬程 40m，转速 1480r/率 37 循环水泵两台（一用一备），流 量 3435m3/h，扬程 83m，转速 1480r/率 1000压 10 热泵机组 6 台。单台参数：制冷量 25000热量 30000功率 7000压 10 高压变频柜 1 台，功率 1000压 10定时自动倒机。 低压变频柜 1 台，功率 压 380V，可定时自动倒机。 开关柜 2台，配电柜 7 台，控制台 1台。 采暖季 热泵机组承担稳定不变的基本热负荷（ 180，约占 2 35+1 60共热负荷（ 454的 40%以 上。热泵机组承担的 年供热量 为 104 2 35+1 60电机组年 总 供 热 量（ 104的 负荷变化时，通过调整抽汽量改变热源出力。负荷小时，调小抽汽量，排汽量略微增大；负荷大时，调大抽汽量，排汽量略微减小。或者说，负荷变化时，通过改变汽水换热器的换热量改变热源的供热能力。 27 桃南 、 桃北及新桃北集中供热系统运行调节方式 均为质调节。一期工程完成后， 桃南 、 桃北及新桃北三个供热系统总流量为 6000m3/h，其中 , 桃北供热系统流量为 2080m3/h，桃南供热系统流量 为 2000m3/h，新桃北三个供热系统总流量为1920m3/h。 二期工程完成后， 桃南 、 桃北及新桃北三个供热系统总流量为 7860m3/h，其中 , 桃北供热系统流量为 2080m3/h，桃南供热系统流量为 2600m3/h，新桃北三个供热系统总流量为 3180m3/h。 一期工程完成后， 热负荷在 30%以下，供热机组不抽汽，热泵机组供热； 热负荷在 30%以上，除热泵机组供热外，还要使用供热发电机组抽汽，通过增加抽汽量提高系统供热能力。二期工程完成后， 热负荷在40%以下，供热机组不抽汽，热泵机组供热； 热负荷在 40%以上，除热 泵机组供热外，还要使用供热发电机组抽汽，通过增加抽汽量提高系统供热能力。 新桃北集中供热系统运行方式： 一期工程 ：循环水泵流量 1920m3/h；供水管网出口压力 水管网入口压力 热系统末端热力站回水加压泵运行。供水压力超压保护上限值 水压力超压保护上限值为 二期工程 ：新桃北集中供热系统循环水泵流量 3180m3/h；水管网入口压力 热系统末端热力站回水加压泵运行。供水压力超压保护上限值 水压力超压保护上限值为 新桃北集中供热系统一次 循环 水泵仍采用变频泵，以减小启动电流，调节合适的一期流量和二期流量。一次供回水平均温度随室外温度自动按照调节曲线变化。 能量控制系统 被控参数选 一次供回水平均温度 ，给定值随 室外温度变化 ，操作量选换热器一次侧蒸汽流量或凝结水水位 。 28 一次供回水平均温度随室外温度调节曲线见图 2。 - 1 4 - 1 3 - 1 2 - 1 1 - 1 0 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1230 3035 3540 4045 4550 5055 5560 6065 6570 7075 7580 8085 8590 9095 951 0 0 1 0 01 0 51 1 01 1 51 2 01 2 5C : 一次供水温度T 2 : 一次回水温度T p : 一次供回水平均温度T o : 室外温度图一次供回水平均温度随室外温度调节曲线4 一次供热管网 网布置设计 网布置原则与思路 29 1 符合国家有关法规、标准及城市建设总体 规划 2 主干线和支干线尽可能靠近负荷中心 3 考虑到管网的可扩展性、水力稳定性及运行的安全可靠性，适当增加主干线和支干线管径。 4 节省投资、施工方便、运行可靠 5 桃南和桃北供热系统已运行，管网布置尽可能不变，必要时进行适当改造。 6 新桃北供热系统主要解决桃北集中供热缺口问题，同时要考虑到与桃南和桃北供热系统的关系。 7 新桃北供热系统可以承担桃北供热系统一部分位于西部的负荷，以扩大桃北供热系统东部的供热能力。 干线走向及定位 新桃北供热系统主干线自热源向东沿皮带廊北侧敷设，于新景矿办公 楼前涵洞向南入桃河并沿河北岸向东敷设，主干线距赛鱼路中心线大约 30热源的主干线管径 距赛鱼桥中心线西侧 200m 处向北分支对三矿供热，主干线管径变为 南至桃南路并沿路向东敷设。分支管径 担 台站） 、 美站） 、 麻地巷 站） 、 矿工业站） 、 台站） 、 坪站）供热， 干线管至四矿口东侧 100m 处向北拐直埋过桃河及桃北路，至小东街主干线向东拐，且向北分支（管径 四矿的泉站） 、 矿工业站） 、 家背东站） 、 家背西站）供热，主干线管径变为 小东街主干线继续向东，约 80 米处向北分支（ 家垴西站）供热，再向东向北沿西河对 西站） 、 30 山站） 、 山西站）和 山东站） 供热 。分支主干线和支干线在矿区沿道路直埋敷设。 新桃北供热系统一次 管网平面图如附图 5所示。 设方式及热补偿方式 一次管网主干线及支干线以无补偿直埋为主，架空等其它敷设方式为辅。 门与补偿器设置 一次管网 主干线设分段阀，以便施工和检修。分段阀选焊接蝶阀，设置间隔2支处设关断阀和调节阀，关断阀 以下选焊接球阀， 节阀选手动调节阀。 阀门设在阀门井内。 分支处支管 Z 形连接，三通披肩加固，条件不满足时设置补偿器，以减小三通受力。 补偿器采用波纹管伸缩器。 一次性补偿器采用直埋式波纹管伸缩器。 道防腐保温 直埋管道采用工厂预制的聚氨脂保温管，保护壳为高密度聚乙稀。阀门采用工厂预制保温焊接阀门，弯头 、 三通 、 变径等管件工厂预制保温，直管 、 阀门及管件连 接处用工厂预制高密度聚乙稀套袖熔焊连接并打压 (试压压力 格后充入聚氨酯发泡封口。管道接口连接由专业厂家实施。质量必须符合国家有关标准。 作压力确定 31 据 20/60。 期总负荷 120期总负荷 180 Qj/c( 10 3 t/h 式中： 一次管网供回水设计流量 c 水的比热 一次供回水设计温度 供热设计热负荷 管网阻力损失为扬程阻力损失与局部阻力损失之和。 P=（ 1+） 103 中： R 管道单位压降 Pa/m L 管道展开长度 m 局部阻力与扬程阻力之比 力计 算 成果 （ 1） 水力计算 简图 水力计算 简图见附图 7。 （ 2） 水力计算 表 水力计算 分两种工况（一期 、 二期）， 水力计算 结果见附表 2。 （ 3） 绘制 水 压图 32 120 汽化压力是 100源处于系统最高点 ,首站高度为 6 m，考虑留有 40 裕 压力，系统静压线为 200据静压线和 水力计算 绘制 水 压图。详见附图 6。 作压力确定 热源和热力站阻力分别按 250 150虑。 一期 负荷：热源出口处供水压力 水压力 环水泵出口压力 二期 负荷：热源出口处供水压力 水压力 环水泵出口压力 系统最终规模（ 100%负荷）供回水管网阻力为 站循环水泵克服 阻 力 系统总阻力的 系统静压线按为 200统供水主管出口压力为 700统最低点与热源地形高差为 109m，由两种工况（一期 、 二期负荷） 水力计算 和 水 压图可以看出，系统中压力最高点位于 支处，此处压力为 1596网工作压力确定为 1600 锤防范 循环水泵突然停运，极易造成管路汽化及水锤，不仅影响供暖，而且处理不当会危机生命财产。因此，必须采取以下有效的可靠的防范错施。 1 循环水泵出口安装性能可靠的逆止阀，循环水泵进出口旁通管上安 装性能可靠的逆止阀 33 2 循环水泵停运时，首先关小阀门（或降低运行频率），减小流量，再停泵。 3 分段阀前后设旁通阀，分段阀关闭时，首先打开旁通阀，再关分段阀。 4 设于热力站的回水加压泵出口安装性能可靠的逆止阀，加压泵进出口旁通管上安装性能可靠的逆止阀。 5 热力站 力站选址 热力站尽可能选在热负荷中心。避免热用户与热力站地形高差相差过大。热用户与热力站单程管道距离控制在 500 热力站尽可能选在原锅炉房或原汽水交换站附近，以便利用原有的电源水源及分集水器。 力站规模的确定 热 力站规模过大会给管网平衡和压力控制带来困难，热力站规模过小会造成一次投资和运行费用增加。优化热力站规模的约缩条件应该取供热半径与地形高差。供热半径限制在 500以内， 地形高差限制在 35 米以内，在此条件下尽可能增大热力站规模，以减小一次投资和运行费用。热力站的一个系统供热面积 一般 控制在 20 万 力站工艺 方案 34 热力站工艺设计见热力站系统流程图（附图 8）。 供暖换热器采用体积小传热系数高的水 水 板式 热交换器。 一次水经手动调节阀、除污器、水过滤器、安全阀进入热交换器换热后返回热源。一次供 水管上安装温度计、压力表，手动调节阀、除污器、水过滤器前后安装压力表。一次回水管上安装温度计、压力表、流量计，换热器出口侧安装温度计。 来自热用户的二次回水汇于集水器，经除污器、循环水泵、安全阀、水过滤器进入热交换器换热后由分水器送至热用户。二次供水管、分水器上安装温度计、压力表，分水器各支路安装关断阀、手动调节阀，手动调节阀下游安装压力表。二次供回水管上安装温度计、压力表、流量计，除污器、水过滤器前后安装压力表，集水器上安装温度计、压力