某小区集中供暖扩容改造方案分析

2019-04-30李平锭

煤气与热力 2019年4期

李平锭

(贵州鸿巨燃气热力工程有限公司，贵州贵阳550000)

1 项目概况

贵阳市某住宅小区，供暖面积约为65×104m2。项目由5台额定热功率为7 MW的燃气热水锅炉作为热源，经由6座换热站换热后，分别为4个分区住宅的末端散热器提供热量。供暖系统于2009年投入使用，系统运行初期(2009—2014年供暖期)，用户入住率低于50%，住户反映供暖效果比较好。从2015—2016年供暖期起，该小区供暖效果开始下降。经分析，主要由以下因素造成。

a.由于原先室内供暖设计负荷偏小，用户现有散热器散热量不足而导致绝大多数用户私自更换散热器并成倍增加散热器面积。b.多数用户进行室内装修时通过拆除阳台隔断等方式增加使用面积，不但增加了供暖面积还加大了窗墙面积比，导致热负荷进一步加大。c.当地不属于传统供暖区域，人们没有形成良好的用暖习惯，经常开窗，供暖期内室内过于频繁通风。

目前本小区热源满负荷运行仍不能满足供暖要求，一级管网及二级管网运行温度低、温差小。一级管网设计供回水温度为115 ℃、70 ℃,实际供回水温度小于90 ℃、65 ℃。二级管网设计供回水温度为80 ℃、60 ℃, 实际供回水温度小于65 ℃、50 ℃。经设计单位结合现场实际情况测试核算，本小区供暖系统热源设备需要增容23 MW。

2 扩容改造方案简介

本文只对3种方案的热源主机设备配置方案进行对比分析，机房内其他相同的设备，如水泵等则不进行比较。

① 方案1，增加4台燃气热水锅炉

a. 主机主要技术参数及投资

增加4台燃气热水锅炉。其组合为：额定热功率7 MW燃气热水锅炉3台，额定热功率2.1 MW燃气热水锅炉1台，则增加的总供热量为23.1 MW，满足设计要求。

根据主机设备的尺寸及检修空间要求，扩容主机机房尺寸(长×宽×高)为20 m×15 m×6.5 m，占地面积约300 m2。主机设备主要技术参数及投资见表1。设备总投资500×104元。

表1 主机设备主要技术参数及投资

续表1

b.运行费用

结合当地的实际情况，供暖期有效运行时间约1 000 h，天然气价格为3.06 元/m3。热源一个供暖期的运行费用约为765×104元。

② 方案2，增加3台燃气热水锅炉与1台烟气换热器

本方利用传统烟气热回收技术回收部分热量，达到节能目的。本方案热源组合为：额定热功率10.5 MW燃气热水锅炉1台，额定热功率7 MW燃气热水锅炉2台，额定热功率920 kW烟气换热器1台，增加的总供热量约为25.42 MW，供热量满足设计要求。烟气热回收热力流程见图1。

图1 烟气热回收热力流程

a.主要设备及投资

设备机房尺寸(长×宽×高)约为20 m×16 m×7 m,占地面积约320 m2。WNS10.5燃气热水锅炉主要技术参数及投资见表2，WNS7.0燃气热水锅炉设备参数及投资见表1。烟气换热器主要技术参数及投资见表3，烟气换热器含烟气回收设备、烟气换热设备及控制系统等。设备总投资670×104元。

表2 燃气热水锅炉主要技术参数及投资

表3 烟气换热器主要技术参数及投资

b.运行费用

运行时间及天然气价格与前文一致。考虑本方案总供热量25.42 MW,最大供暖负荷时设备负荷率90.6%，得出一个供暖期的运行费用约为737×104元。

③ 方案3，增加燃气热水锅炉和烟气全热回收型吸收式热泵

本方案热源组合为：额定热功率10.5 MW燃气热水锅炉1台，额定热功率 7 MW燃气热水锅炉1台，额定热功率6 MW烟气全热回收型吸收式热泵1台，增加总供热量为23.5 MW，满足设计要求。

烟气换热器通常以热网回水为冷源，回收烟气余热，排烟温度至少要高于热网回水20 ℃以上。烟气中水蒸气的凝结温度在55 ℃左右，大量的凝结热集中在30～55 ℃，烟气换热器无法回收，而烟气全热回收型吸收式热泵能够解决这个问题。

烟气全热回收热力流程见图2，图中点划线部分为烟气全热回收型吸收式热泵。烟气全热回收型吸收式热泵以原来的5台7 MW锅炉烟气余热为驱动能源，额定工况下，需要用天然气补燃。烟气与热源水在直接接触式换热器内换热，烟气降温后排放，热源水升温后再进入热泵循环。热水回水经热泵升温后，经锅炉继续升温，经换热站完成循环。