电厂循环水供热方案说明

1、XX循环水供热改造工程方案说明书第一章概述1.1 项目概况1.1.1项目名称XX热电厂循环水供热改造工程1.1.2项目建设单位项目承办单位：XX!焦有限公司1.1.3项目编制单位1.1.4项目建设总投资建设项目总投资约1628.4万元。1.1.6项目建设规模及内容本项目为 XX煤焦有限公司 4X 6MW机组循环水供热技术改造工 程，主要解决以下区域冬季采暖供热： 明源煤焦有限公司内部建筑冬季采暖，采暖面积5万m2。 明源煤焦蔬菜大棚冬季采暖，现有 30万m2, 2011扩建30万 m2,共计60万m2。 郭道镇规划建筑面积 30万nf。本项目设计热力网供回水温度为65/52 C热水，供热管线采

2、用架空敷设和直埋敷设相结合，管径规格从DN8(H DN800,供热半径为3km。 本项目年利用冷却水塔散热损失50万GJ。项目建设内容包括循环水供热主管网建设改造、用户区域管网改 造、循环水泵房建设及4 X 6MWI组改造四个大部分。1.1.7项目建设目的主要是利用 4 X 6MW热电机组的冷却塔散热损失解决冬季采暖， 以便实现热能的最大化利用及污染物的减排和水资源的节约，最终解决冷却塔冷源损失I可题，进一步提局能源利用率，实现企业可持续发 O1.2 编制依据（1 ）城市热力网设计规范CJJ34-2002 ;（2）全国市政工程投资估算指标（HGZ47-108-2007年）建设部；（3）建设项目

3、经济评价方法与参数（2006年）；（4）山西省建设工程其它费用暂行标准；1.3 编制范围根据热负荷的分布和热源为低真空循环水的特点进行工程方案设计研究。工程内容为低真空循环水供热热源、循环水泵房、热源至 各供热用户管线的设计研究。本期方案研究的范围包括：1）明确热源，并对热负荷作出预测。2）提出低真空循环水供热工程技术改造方案。3）对各主要工艺系统及辅助系统工艺方案设想评选。4）提出投资估算。1.4 主要技术经济指标表1-1主要技术经济指标）丁与项目单位数量备注一总供热面积万m265+30本工程投资小包括郛道镇30万mf建设费用二改造机组数目台3两足65万m供热要求三年减少发电量4X04KW.

4、h293.6改造3台机组四工程总投资万元1628.4本工程投资小包括郛道镇30万mf建设费用1固定资产投资万元1613.42铺底流动资金万元151.5 结论低真空循环水供热技术改造项目在降低冷源损失，提周循环水温 及热效率，作为冬季供暖是一项社会效益和经济效益都十分显著的节 能技术。本项目的实施对节约能源、提高能源利用率具有重要的现实意 义。19第二章低真空循环水供热简介凝汽式汽轮机低真空运行，利用循环水供热，六十年代在前苏联已经运行，背压可提高到0.0590.078MPa,冷却水出口的温度可达8090 Co直接用循环水供热，减少了冷源损失，显著提高了凝汽式电厂的经济性。七十年代以来，阜新发电

5、厂、哈尔滨热电厂相继对 25MW 机组进行了低真空运行，真空降到0.04MPa。长春第一汽车厂动力分厂、长春发电厂也对 3112型12MWM组进行低真空运行，真空降到 0.043MPa,冷却 水出口水温达到 80C。有的电厂在12MW队组低真空 运行，排汽压力为 0.020.03MPa，冷却水出口温度 4850 C, 一台 机组每小时可供热11.96GJ，供暖面积 52万平方米，发电煤耗为378g/kWh，比纯凝工况运行煤耗降低40 %以上。凝汽式汽轮机低真空运行时，一方面由于减少冷源损失，另一方 面由于提高背压运行，改变了汽轮机热力工况，使汽轮机长期在变工 况下运行，对汽轮机的功率、效率、推

6、力等都产生影响。随着真空的 降低，功率下降，轴向推力增大，排汽温度升高，汽轮机辅机运行工 况也都发生变化。2.1低真空运行对功率的影响凝汽式汽轮机组功率同蒸汽流量和理想粉降成正比。低真空运行时，由于真空降低，背压升高使理想粉降减少。在进 汽量和效率不变的情况下，将使发电机功率降低。低真空运行是汽轮 机运行的变工况，对冲动式汽轮机而言，真空降低将引起中间各级的 级前压力提高。对于复速级由于级后压力提高，使该级次含降减少，相 对内效率下降，功率下降显著；对于中间各级，由于级前、级后压力 变化均改变，而压比、次含降变化不大，因而相对内效率变化不大，功 率变化不大；对于末级和次末级，由于真空降低使雄降

7、大幅降低，甚 至变为负值，以致造成蒸汽流速急剧降低，蒸汽不但不做功，反而对 转子旋转产生阻尼作用，使发电机功率降低。另外，由于低真空运行 时，蒸汽没有充分膨胀，相对内效率也相应减少，从而使功率下降。 2.2低真空运行对轴向推力的影响汽轮机转子的轴向推力是由动叶前后的压差和蒸汽在动叶内动 量变化产生的推力；叶轮轮盘前后压差作用产生的推力以及静推力几 部分组成。当汽轮机低真空运行时，这些推力将受到影响。对于冲动 式汽轮机，轴向推力随背压的增加而增大。根据长春第一汽车厂动力 分厂对3112型汽轮机轴向推力计算，当背压 P2= 0.055MPa时，机组 的轴向推力比纯凝汽工况时的轴向推力大近一倍。为保

8、证机组安全运 行，可以采取降低前端汽封压力，增加叶轮平衡孔面积和拆除末级等 方法减小轴向推力。但是，从目前已进行低真空运行的机组运行情况 看，轴向推力的增加，仍然在机组推力轴承安全运行的范围内，因此 对机组可以不必改动，仍能保证安全运行。2.3低真空运行对汽缸膨胀的影响低真空运行时，由于背压提局，排汽温度升局，汽缸膨胀量增大， 从而改变了通流部分的动静间隙。静子以后缸中心为零点向前膨胀， 转子以推力轴承为零点向后伸长，但是由于温度变化不大，动静间隙 的变化不致于产生摩擦和振动。就现有机组低真空运行情况来看，对汽缸膨胀影响不大。2.4低真空运行对凝汽器的影响低真空运行时，凝汽器的膨胀因排汽温度升

9、高增加。膨胀增加过 多，可能会造成管束与管板的膨胀接口因膨胀不同而破坏密封性，甚 至使汽轮机后轴承升高，从而影响汽轮发电机组对中，以致加大振动 值。但是由于凝汽器膨胀量甚小，在已运行的机组中还没有发生上述 现象。为解决排汽过热问题， 可在凝汽器排汽口加装除盐水喷水装置， 以降低排汽温度。低真空运行时，凝汽器变为循环水加热器，要求提 高水室承受能力，并且凝汽器由双路双流程改为单路四流程，因此要 加固水室盖、增加水室拉杆数量、设计合理的管路布置，以保证安全 运行。为防止循环水在凝汽器内沉积结垢影响传热效果，降低出力， 可在循环水系统加装胶球清洗机。为保证在循环水供热时安全运行， 使凝汽器内保持一定

10、的冷却水压，应该加装管网补水泵，并在凝汽器 进水压力表上安装报警器。当出现凝汽器压力下降情况时，报警器报 警，即可向系统补水。实践证明，凝汽式汽轮机低真空运行时，将会对机组及凝汽器产生一定的影响。但如果排汽压力选取在0.05MPa以下，对汽轮机及其辅机不会有太大影响。在热负荷较大的情况下，为保证热网循环水温 度，可在热网系统设置热网加热器，利用抽汽加热热网循环水，这样 既保证低真空安全运行，又使热网循环水达到供热温度要求。2.5低真空运行的切换凝汽式机组改为低真空运行时，通常都是在冬季低真空运行，其 它季节纯凝工况运行，就存在两种运行方式的切换问题。低真空运行 时，将原有循环水至冷却塔的闭路循

11、环方式切换为循环水至外网供热 运行方式。这种切换有两种方法：一种是冷态切换，即在机组运行前,机组处于停运状态下，把循环水至冷却塔的闭路循环系统切换为循环 水至外网供热系统。这种切换方法可靠，但必须在停机状态时进行。另一种是热态切换，即在机组处于运行状态下，把循环水至冷却塔的 闭路循环系统切换为循环水至外网供热系统。这种切换方法机组不必 停运，经济性好，而且只要操作得当，同样安全可靠。因此，在机组 处于运行状态时，不必停机切换。2.6低真空运行的经济效果一般凝汽式电厂的循环热效率只能达到2535%,而60%以上的热量被冷却水带走，变为冷源损失。低真空运行时，将凝汽器作为一 级加热器，利用排汽的凝

12、结热加热循环水，用循环水代替热网水供暖，从而将排汽凝结热加以利用，使凝汽式电厂的循环热效率大大提高。根据长春发电厂的经验，一台3112型凝汽式机组低真空运行，一个采暖期可节煤1.5万吨。同时，低真空运行循环水供暖，可以取代众 多的小锅炉，社会效益、环境效益十分显著。第三章热负荷3.1热负荷指标取值该项目设计区域郭道镇集中供热和XX煤焦蔬菜大棚冬季采暖，郭道镇规划建筑面积 30万m2,XX煤焦内部现有采暖面积5万m2,熟菜大棚面积60万m2,共计采暖面积 95万位。郭道镇30万m2为规划新建 项目，必需采取节能措施。XX煤焦厂区现有建筑既有新建又有原有建 筑，根据城市热力管网设计规范（GJJ34

13、-2002 ）及各类建筑物的采暖面积指标（表 3-1 ）确定项目区域建筑的采暖综合热指标qn为：50W/m2 （其中qn已包含5%管网热损失）。熟菜大棚热负荷根据熟菜生 长要求，保证大棚内夜晚温度不低于15 C，白天不低于30 C，热负荷取为 i00W/mL采暖热指标计算表3-1）丁与建筑物类别规划热指标）丁与建筑物类别规划热指标1住宅40 456商店55 702居住区综合45 557食堂1001303学校办公50 708影剧院、展览馆80 1054医院托幼55 709大礼堂、体育馆1001505旅馆50 603.2设计热负荷及年耗热量计算（1）设计热负荷W住建筑采暖设计热负荷计算：Q = F

14、 ? q n ? 10 -6式中：Qi设计米暖热负荷（ MvyF规划供热面积35 X 10将Qi 采暖综合热指标50W/m2Qi =35 1 04 56 1 0-6= 17.5MW熟菜大棚采暖设计热负荷计算：Q n = F ? q n ? 10 -6式中：Qh设计米暖热负荷(MvyF规划供热面积60 x 104m2Q2采暖综合热指标100W/R1Q2 =60 x 104 X 100 X 10一6= 60MW设计热负荷 Qn = Q1 + Q2 =77.5MW(2) 采暖平均热负荷计算：QP = Qn X (t n - t p)/(t n - t w)式中：Q米暖平均热负何 (MW)Q-采暖设计

15、热负荷 77.5(MW)tn-室内设计温度，18 Ct P-采暖期室外平均温度(-2.8 C)t w -采暖室外计算温度(-12 C)Q p = 77.5 X (18-(-2.8)/(18-(-12)=53.7MW(3) 年耗热量计算：Qn = 0.0864 ?Qp?n式中：Qn采暖全年耗热量(GJ)Qp采暖平均热负荷53.7 x 103 (KWn 采暖天数 139天Qn = 0.0864 X 53.7 x 103 X 139= 64.49 x 104GJ第四章热源本项目热源由XX煤焦有限公司白备电厂提供。现有4X 6MW凝汽式汽轮发电机组，机组总容量为24MW为了提高电厂的经济性，满足该区域

16、不断对集中供热的需求，电厂4X 6MW热电机组经技改为低真空循环水供热，向该区域供热，供热能力95万nf。4.1热源情况机组型号:N6-3.43额定工况设计参数：进汽压力：P 0=3.43MPa进汽温度:t 0=435 C进汽量：D0=31T/H排汽压力:P 2=0.0113MPa排汽量：D k=25.4T/H发电量：N=6223KW改为低真空运行后的参数：进汽压力P 0=3.43Mpa进汽温度t 0=435C进汽量D 0=31T/H排汽压力P 2=0.045MPa排汽量D k=26.88T/H发电功率4.2供热参数N=5343KW根据低真空运行机组经验，回水温度不高于 52 C,循环水冷却倍

17、率按已运行工程经验取为4045,低真空运行机组提供的热量为Q。Q=D(i z-i k)yDk一凝汽器排汽量 T/Hi z、i l低真空排放的汽化潜热KJ/kgy一凝汽器的传热效率0.98计算结果每台机组供热量为：Q=18MW循环水温差 t=13 C，供水温度 65 C，每台机循环水流量1186T/H第五章工程技术方案5.1供热介质与参数供热介质为低温热水，供热参数：供热温度6365 C,回水温度5052 Co5.2热网型式和覆盖方式按照热负荷的分布，本着符合城市规划、蔬菜大棚布置情况及相 关规范、标准、合理覆盖热负荷的原则，热力管网设计为枝状布置， 主干线与公路干线伴行，穿越热负荷中心区，管位

18、以人行道为主，局 部穿越视具体情况采用顶管或分段快速开挖，快速恢复的措施破路。由于供热管道直埋敷设比架空或直埋地沟敷设具有检修、维修工 程量小、节省投资、施工周期短、热损失小的特点，因此在国外工程 中广泛使用。本工程供热管线采用直埋无补偿敷设方式。全网管线按循环水流前进方向左行的原则布置。5.3热网与用户连接方式本工程为低真空循环水供热系统，供水温度较低，与用户连接方 式如果采用直供供热，可减少中间环节，节省投资，但系统太大，调 节困难；若采用间接供热方式，各小区分别供热，利于调节，但由于 供水温度低，换热后供水温度将更低，换热器面积过大， 资金投入多。考虑到供热地区距电厂较近，设置必要的白控

19、手段可实现系统的可靠 运行及调节，故与用户连接方式采用直连。5.4循环水系统改造方案该机组在冬季改为循环水供热时，就是利用采暖系统的循环水代 替工业循环水，进入凝汽器冷却汽轮机的排汽。同时，停止部分循环 水泵，关闭循环水与凝汽器之间的阀门，从而调整循环水出口的温度 由3540 C提高到6365 C,相应的排汽温度也提高。然后循环水吸收的热量不再经过冷却塔冷却降温，而是用热网水泵送到热用户采暖。详见附图1 (采暖系统图)。从采暖热力系统图中可以看出，该机组原有的循环水系统全部保留， 不做任何改动，只在循环水入口管和出口管增加部分管线，以使循环水系 统与热网系统相连。所装的阀门均为 D941H-1

20、0,DN500电动阀门，相应的 连接管为529X 7。循环水经凝汽器加热后进入供热母管 中820X 8,进入 水泵升压。经热网循环水泵升压后的热水直接送入用户。在热网回水管和热网入泵母管之间安装启动冲洗阀，其管径为820X 8,当厂外热网系统管路系统进行冲洗运行时，热网回水不经过凝汽器， 而是经过启动冲洗阀进入热网水泵。其作用一：一是在试运行过程，防止 热网中杂质堵塞凝汽器铜管；二是试运行过程中，该机组可按凝汽式发电 ，这样，该机组从循环水供热运行方式转换到正常凝汽运行方式，只要切换阀门，启动循环水泵就行了，不必停机反之亦然，既灵活又方便。为防止热 用户暖气片和凝汽器铜管结垢，影响传热效果，热

21、网补充水应采用经化学 处理过的软化水。5.5水力计算5.5.1水力计算依据(1) 一次管网设计供回水温度65/52 C(2) 热负荷：现状77.5MW(其中蔬菜大棚 60MW居住采暖17.5MW)(3) 管网设计供回水流量按下式计算G = 3.6Q 1/C(t g1-t h1) x 103 t/h式中Gi 一次管网设计供回水流量t/hC一水的比热 4.186KJ/kg. Ctg1 次管网设计供水温度 65 C一一 次管网设计回水温度 52 CQ 供热设计热负荷 MWG=5127t/h（其中蔬菜大棚循环水量为3970t/h,居住建筑循环水量为1157用水t/h）为了保证热网正常供水，考虑凝汽器的

22、阻力为0.02Mpa ,凝汽器循环水管出口顶标高5m,热网循环水泵入口压力损失0.024Mpa因袭热网回水压力必须保证在0.120.14Mpa。5.5.2 机组改造经对热源分析，每台机组可提供循环水量为1186t/h ,满足蔬菜大棚采暖要求至少需要该造3台机组，郭道镇供热时四台全部改造。第六章投资估算本项目总投资包括供热循环水泵房、厂区办公楼采暖管网、蔬菜大棚 采暖系统管网与设备，不包括循环水泵房至郭道镇的管网部分。6.1工程量估算6.1.1工艺部分工程量6.1.1.1 循环水泵房循环水泵房尺寸为9n 18m。循环水泵房主要设备表表5-1）丁与设备名称规格与型号单位数量备注1除污器PN1.0

23、DN800台12循环水泵G=2715mh H=46m N=450KW台33补水泵G=20r3/h H=30m N=7.5KW台24软化水设备连续出水30t/h台25补水箱水箱50m3台16.1.1.2 蔬菜大棚末端采暖设备每个蔬菜大棚 30个风机盘管，300个蔬菜大棚，共计 9000个6.1.2 管网工程量主要管材由直埋式预置保温管。Q235。360 80kg/m。管材：用螺旋缝埋弧焊钢管，材质为 保温层：聚氨酯硬质泡沫塑料，容量为 保护层：高密度聚乙烯套管。管道质量应符合高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预置直埋保温管CJJ/T114-2000。保温管网主要材料详见表5-2.供热管网主要材料表

24、表5-2序号型号与规格单位数量备注1DN800米1402DN700米12003DN500米11104DN450米3605DN400米10806DN350米7507DN300米7208DN250米7209DN200米36010DN80米880说明：（以上材料为估算，具体尺寸现场测量后下一步准确计算）6.2投资估算6.2.1设备及其安装费设备及其安装费表5-3）丁与设备名称规格与型号单价（元/台）数量小计（万元）1除污器PN1.0 DN8002.512.52循环水泵G=2715n/h , H=46mN=450KVV带变频）39.53118.53补水泵-3G=20mfh,H=30m ,N=7.5KW

25、0.621.24软化水设备连续出水30t/h18.6237.25补水箱水箱50m33.213.26风机盘管LA-85（制热量 3KW）2809000252合计供热循环水泵房共投资414.6万元6.2.2 建筑工程费1、管网工程建筑安装工程费：建筑安装工程费表5-4项目管径单位数量单价（元/m）小计（万元）1DN800米70572.44.02DN700米600505.630.33DN500米555384.921.44DN450米180355.36.45DN400米540328.417.76DN350米375302.511.37DN300米360263.19.58DN250米360235.58.5

26、9DN200米180215.33.910DN80米440171.17.6合计建筑安装工程费共计 120.6万元2、一次管网全长 3220 m管网安装工程费表5-5项目管径单位数量单价（元/m）小计（万元）1DN800米70636644.62DN700米6004638278.33DN500米5553356186.34DN450米180275985.65DN400米5402348129.86DN350米3752240847DN300米360187067.38DN250米3601500549DN200米180210037.810DN80米44046720.5合计建筑安装工程费共计988.2万元3、循

27、环水泵房建筑面积162 m2,按1000元/m2估算，合计16.2万元6.2.3工程建设其它费用基本预备费30万元，铺底流动资金15万元，其它费用43.8万元。 6.3投资估算结果总投资1628.4万元，其中：管网、循环水泵房站建设工程费1539.6万元，基本预备费 30万元，铺底流动资金15万元，工程建设其它费用43.8万元。第七章节能分析1 ）年耗热量为64.49 X 104GJ,节约标煤量为循环水供热与区域锅 炉房集中供热相比。每GJ热量消耗的标煤:mp34.12= 43.52kg/GJ（君为锅炉效率取0.8,%为管道效率取0.98; 34.12为34.12kg标煤的热量为1GJ）采用锅炉房供热年耗标煤量为：43.52X 64.96 X 10-3=2.83万t标煤/a。2）年减少的发电