建三江热电厂首站改造及运行方案

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(1．黑龙江建筑职业技术学院，哈尔滨 150025；2．三江热电有限责任公司，黑龙江 建三江 156300)

建三江热电厂首站改造及运行方案

吕君1，杨林2

(1．黑龙江建筑职业技术学院，哈尔滨 150025；2．三江热电有限责任公司，黑龙江 建三江 156300)

通过分析建三江热电厂现有供热系统存在的问题，提出对首站进行改造方案，解决供热存在的问题。改造方案既考虑近远期供热需求，也保证电厂出现最不利情况的供热要求。同时提出随着供热面积的增加，供热方式也由直供调整为混水直供的方式的运行方案，在满足城市供热的基础上，最大限度利用热电厂热源的余热。

热电厂；问题分析；改造；运行方案

1 供热现状

建三江热电厂热源为3台75 T/h和3台35 T/h锅炉；汽轮机为6 000 kW纯凝机一台、12 MW纯凝机两台、12 MW抽凝机两台(一台为单抽、一台为双抽)；首站循环泵共计5台，参数均为G=3 240 m3/h；H=60 mH2O；P=800 kW。首站原有换热器为500 m2卧式波节管汽-水换热器一台，150 m2卧式波节管汽-水换热器两台，50 m2卧式波节管水-水换热器两台。

2012/2103年供暖期建三江农垦三江热电有限责任公司供热面积为228万m2。供暖运行方式为低真空运行结合二次加热的直供方式，即10 000 m3/h(3台循环泵并联运行)左右的循环水经冷凝器(3台)加热后，经汽-水换热器和水-水换热器加热，由两条管径为DN1000和DN900热水供热主管网向城区热力分配站供热，再通过35座热力分配站分配供热。供暖运行温度为47/60 ℃。

2 供热系统存在的问题

热网循环水首先由冷凝器加热后，再经换热器(汽-水换热器)加热升温，供热至深冬时，用户普遍反映供热效果不佳，现有热源供热能力满足用户用热的需求，分析原因主要由于电厂采用低真空运行供热方式，为了充分回收电厂的余热，致使循环水量过大，出现换热器阻力过大大以及现有换热面积不足，导致供热温度提不上去，供热效果不佳[1-3]。

3 改造方案

针对上述问题，主要对现有的首站的内的换热设备和厂区内蒸汽管网进行改造，不但满足近期(2015年)规划供热面积400万m2要求，还需要兼顾考虑远期(2020年)供热规划600万m2供热要求。为了保证充分回收电厂余热，循环水量需10 000 T/h进入冷凝器，因此该供热管网的循环水量按10 000 T/h(现有外网管径满足要求)。同时结合近远期供热规划，热源近期新上一台130T/h蒸汽锅炉，远期再上一台116 MW热水锅炉，满足热用户热量需求[4-5]。

3.1换热器校核计算

根据电厂现首站实际情况，按5 000 T/h的循环水需进入汽水换热器进行换热升温后，与另外5 000 T/h循环水混合供热情况考虑。

①已知条件：

卧式波节管换热器：传热系数K=2 000 W/m2·℃。

过热蒸汽：P=0.294 MPa，tb=186 ℃。

被加热水：G=5 000 T/h，t1=58 ℃，t2=82 ℃。

②选择计算：

需加热量：Q=cmΔt=4.12×5 000×103×24=494 400 GJ/h=137 333 kW。

考过到蒸汽为过热蒸汽以及换热器结垢等因素，换热器需附加20%的换热面积。即所需换热面积为：

F=1.2F=1.2×950=1 140 m2。

按选择两台换热器考虑，每台换热器按总换热量的70%考虑，所以每台换热器的换热面积为：

3.2改造方案

(1)新上两台800 m2卧式波节管的汽-水换热器，同时改造原有两台150 m2的汽-水换热器为150 m2的水-水换热器，便于对凝结水的热量进一步利用。

(2)新上两台60 T/h的减温减压器。考虑到在电厂出现事故的不利情况，需要近200 T/h蒸汽进入加热器，因此锅炉生产的3.82 MPa新蒸汽需经减温减压器降至压力为0.294 MPa，温度186 ℃ 的过热蒸汽后进入换热器进行换热，电厂原有一台60 T/h的减温减压器，因此需新上120 T/h的减温减压器一台，可获得近140 T/h蒸汽，这样可保证当汽轮机出现问题后，能够正常供热。

正常供热情况下只需投入60 T/h的减温减压器即可满足供热要求。

(3)在电厂至换热站之间，新敷设一根DN600的蒸汽管。按照最不利情况考虑及满足近期规划供热面积为330万m2的要求，原来一根DN600的蒸汽管最多通过120 T/h蒸汽(0.294 MPa，温度186 ℃的过热蒸汽)，因此需敷设再一根DN600的蒸汽管来保证输送200 T/h蒸汽至换热站进行换热。

(4)热源新上一台130 T/h蒸汽锅炉。

4 运行方案

4.1近期运行

(1)运行方式：采用直供。

热网循环水量按10 000 m3/h考虑，一级网设计参数为70/50 ℃的运行参数进行运行。

第一阶段：当室外温度高于-12℃以上时，热网循环水由冷凝器(恶化运行)进行加热升温后直接供热(供热温度最高可达58 ℃)。

第二阶段：当室外温度低于-12 ℃以下时，热网循环水首先由冷凝器(恶化运行)加热至58 ℃ 后，有5 000 m3/h循环水再经换热器(汽-水和水-水换热器)加热升温与另外5 000 m3/h未经加热器的循环水混合后至需要的供水温度进行供热(供热温度最高为70 ℃)。

室外温度至-26 ℃，由冷凝器加热至58 ℃后，有5 000 m3/h的循环水需经换热器加热升温至82 ℃与另外58 ℃的5 000 m3/h循环水混合至70 ℃。

(2)调节温度曲线

供暖室外设计计算温度-24 ℃，室内供暖设备为M132型散热器，管网温度设计参数70 ℃/50 ℃，编制调节温度曲线见表1。

表1 建三江供热质调节热网水温表(近期)

4.2远期运行

(1)运行方式：采用混水直供。

当供热面积达到远期规划供热面积600万m2，热源新上一台116 MW热水锅炉和新建水-水换热站一座，供热循环水(10 000 m3/h)经过冷凝器加热后，再经原首站换热后至新建水-水换热站加热(供热温度最高为80 ℃)，送至各个热力混水站，启动热力站中的混水泵混水降温供热。

结合热源及管网情况，一级网设计循环水量按10 000 m3/h考虑，一级网设计参数为80/50 ℃的运行条件，设计供、回水温差30 ℃，二级网供、回水设计温差按20 ℃计算，二级网供、回水设计温度应为：70/50 ℃，设计混水比为μj=(80-70)/(70-50)=0.5。

根据各个时期建筑面积增加，可采用调整混水比，来确定各时期的混水方案，具体见表2。

表2 集中供热不同阶段混水连接设计参数

(2)调节温度曲线

当供热面积为600万m2，供暖室外设计计算温度-24 ℃，室内供暖设备为M132型散热器，一级网温度设计参数80 ℃/50 ℃，二级网温度设计参数70 ℃/50 ℃，按混水比为0.5进行混水供热，编制调节温度曲线见表3。

表3 建三江供热质调节热网水温表(远期)

5 结束语

通过对建三江热电厂热源首站的改造，能够满足近期400万m2供热面积要求，也实行即便是在该电厂出现事故的不利情况也能保证正常供热。随着建三江市区供热面积的增加，热电厂需相继增加热源的供热能力，同时供热方式也由直供调整为混水直供的方式，保证远期的供热要求。该改造及运行方案在满足建三江市区供热的基础上，也最大程度上利用热电厂热源的余热。

[1] GB50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[J].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 李志刚，孙丽萍，刘嘉新.热网监控系统的设计与实现[J].森林工程，2013，29(4)：90-95.

[3] 杜思乐，李 蕊，王忠林.双中空玻璃间距设计方案优化的研究[J].森林工程，2012，28(5)：54-55.

[4] 贺 平，孙 刚.供热工程[J].北京：中国建筑工业出版社，2000.

[5] 吕 君，赵云鹏，刘学群，等.混水直供在鸡东集中供热改造中应用[J].低温建筑技术，2009.

TheRetrofitSchemeandOperationPlanofJiansanjiangThermalPowerPlant

LV Jun1, YANG lin2

(1．HeilongjiangCollegeofConstruction,Harbin150025,China；2．SanjiangThermalPowerCompany,Jiansanjiang156300,China)

This paper proposed the retrofit scheme to the first station for centralized heat supply of thermal power plant, and solved the problems of thermal supply based on the problem analysis to the thermal supply system. The retrofit scheme covers not only the current customer demand of heating, but also taken into account the heating demand under the ultimate adverse operating conditions. On the same time, it proposed to change the heating mode from direct heating to mixing water heating, which can ultimately recover the waste heat generated by power plant operation, and meets the heating demand of the city.

Thermal power plant; Problem analysis; Retrofit; Operation plan

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.003.007

2013-12-10

：2014-01-27

吕 君 (1972-)，男，黑龙江省萝北县人，现任黑龙江建筑职业技术学院热能工程技术学院副教授，主要从事暖通专业教学与设计工作。

TM621.4

：B

：1009-3230(2014)03-0029-04