低温循环水供热改造技术浅析

杨明月,朱志华（南京苏夏工程设计有限公司,南京　210036）

低温循环水供热改造技术浅析

杨明月,朱志华
（南京苏夏工程设计有限公司,南京210036）

摘要：凝汽机组恶化真空供热（俗称低温循环水供热），该方法在不新增电厂装机容量和不增加当地污染物排放的情况下,可增大供热面积,同时节约大量因为蒸发而损失的循环冷却水;并且还有建设周期短,投资小的优点。因此这是一种极具吸引力的城市供热新形式。

关键词：低温循环水供热；热电联产；改造技术

1　引言

随着城市规模及经济的迅速发展，基础设施的建设显得越发的重要，作为节能、优化城市环境、提高供热质量的热电联产集中供热项目的建设对促进城市经济发展，无疑会起到非常重要的作用。城市集中供热的实现对改善城市环境质量，提高城市品位，增强城市竞争实力，具有很高的环保效益及深远的社会效益，是一个城市基础设施建设的重要组成部分，也是提升城市人民生活水平的重要标志。

2　低温循环水利用现状

目前我国大多数热电联产电厂属抽凝式热电联产，抽凝式汽轮发电机组的生产交换过程中，通过循环水带到冷却塔排入大气中的热量约占总能量的70%左右,形成了冷源损失，造成了较严重的能源浪费。

在我国的北方地区有些供热企业利用凝汽式汽轮机组低真空运行排汽凝结时放出的热量向外供热,该种供热方式是将凝汽器中乏汽的压力提高,也就是降低凝汽器的真空度,提高冷却水温,将凝汽器改为供热系统的热网加热器,而冷却水直接用作热网的循环水,因此该种供热方法称为凝汽机组恶化真空供热,俗称低温循环水供热。该方法在不新增电厂装机容量和不增加当地污染物排放的情况下,可增大供热面积,同时节约大量因为蒸发而损失的循环冷却水;并且还有建设周期短,投资小的优点。因此这是一种极具吸引力的城市供热新形式。

3　低温循环水供热改造原理及案例分析

由于正常情况下循环水的温度比较低（一般冬季20～35℃），达不到直接供热的要求，要利用循环水供热，必须想办法适当提高其温度。中小型凝汽式汽轮机可以通过降低排汽缸真空从而提高循环水温度（60～80℃）的方法进行供热，并且不需要对机组结构进行太大的改造。但传统的低真空运行机组类似热电厂中的背压机组，其通过的蒸汽量决定余热负荷的大小，所以发电功率受用户热负荷的制约，不能分别独立进行调节，因而只适用于用户热负荷比较稳定的供热系统。但有的供热负荷初期需求量较小，随着供热小区的开发与扩大，用热需求逐年增大，而低真空运行机组的乏汽量又是一定的，提供的热量也是一定的，这就存在一个问题，供热初期，机组提供的热量大于供热需要的热量，而热用户对供热的需求又十分迫切，如果实施供热，会因热用户太少，循环水回水温度过高，凝汽器真空度过小，对机组的正常运行造成影响，

山东某电厂厂内现有2×35t/h循环流化床垃圾焚烧炉，2×7.5MW凝汽式汽轮发电机组，机组总容量为15MW。根据目前垃圾处理量，一台机运行，一台备用，厂内汽机排汽循环冷却系统共建有两台凝汽器，一座冷却塔，每台机组冷却循环水量为1660t/h，凝汽器循环水入口温度约25℃，出口温度约33℃。为了提高电厂的经济性，满足衡德工业园区对集中供热的需求，电厂拟通过供热改造，欲满足40万平米供暖面积的采暖需求。

经过对热源厂的分析，运行锅炉的小时平均蒸发量为26.4t/h，凝汽器最大平均凝汽量约为25.86t/h，以排汽压力0.027MPa计，排汽温度为66.2℃，其能够提供的热量最高为59.38GJ/h，一个供暖期（以120天计）能够提供的热量最高为17.1×104GJ。

在计划供热面积40万平米时，供热热量需求为14.8×104GJ，而一台机改低真空运行后一个供暖期能够提供的热量最高为17.1×104GJ，考虑到系统散热损失及负荷波动情况，取最大供热量的80%，为13.7×104GJ，由此验证，可满足平均供热负荷为13.2MW，最大计算供热负荷18.5MW，最大供热面积37万平米。

但供热初期（1～2年内）的采暖面积仅8～15万平米，而一期机组改造后可供热面积约为37万平米，此种情况会导致回水温度过高，对凝汽器的正常运行造成影响，为了保证凝汽器正常安全的运行，笔者考虑在回水母管上增设一套水水板式换热器（详见图1），将热网循环水回水中多余的热量进行热交换，保证进入凝汽器的回水水温不超过45℃，板式换热器的冷却循环水进水由厂内的冷却塔吸水井接来，出水接至厂内冷却塔冷却，通过调节冷却循环水的水量来控制热网循环水回水的温度（小于等于45℃）。另汽轮机的空冷器和冷油器的循环冷却水也可接至板式换热器的冷却循环水母管上，改造后，冬季冷却塔系统的冷水池内的水可一直保持流动状态，防止冷却塔内水结冰，保证供热期间整个系统的安全运行。

改造后在采暖面积不超过35万平米的情况下，在冬天遇极寒天气时可以通过减少板式换热器冷却循环水的水量，提高热网循环水的供回水温差（从12℃左右提高到15℃左右），解决冬天极寒天气时用户正常取暖的问题。

4　结束语

对于初期采暖面积小，但需求迫切的用户来说，通过在循环水回水管上增设板式换热器能够较好的解决用户短期内的供热问题，但在热用户较少的情况下，经济收益不是很理想，随着热用户的逐年增长，经济性也会相应的增加，相比将这部分热量通过冷却塔排入大气当中，不仅节约了电厂自身水和电的成本，还有一定的收益，随着热用户的不断增加，收益也将越来越好，热电联产是国家鼓励发展的通用节能技术，符合国家的节能减排政策，它能显著提高能源综合利用率和电厂的综合效益。

参考文献：

[1]姚善新.火力发电厂循环冷却水作为预制敷设采暖系统热源的可行性探讨[J].区域供热,2011(04).

[2]朱奇,陈鹏帅.低真空循环水供热机组改造相关问题探讨[D].大机组供热改造与优化运行技术,2012年会论文集.

作者简介：杨明月，女，助理工程师，主要从事：热工、外管专业设计工作。