熱電廠循環(huán)水供熱的設(shè)計(jì).docx

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1、熱電廠循環(huán)水供熱的設(shè)計(jì)青島開源熱力設(shè)計(jì)院劉欣摘要：本文闡述了熱電廠循環(huán)水供熱節(jié)能原理、最優(yōu)方案的確定，及設(shè)計(jì)、運(yùn)行的基本方法。關(guān)鍵詞：熱電廠節(jié)能循環(huán)水作者在主持某熱電廠循環(huán)水供熱建設(shè)方案設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)分析過程中，對(duì)小型熱電廠利用冷卻塔循環(huán)水供熱進(jìn)行了研究。在本文中對(duì)循環(huán)水供熱方案進(jìn)行了探討，以期在同行中進(jìn)行討論。一、循環(huán)水供熱對(duì)于節(jié)能的意義根據(jù)國家發(fā)改委預(yù)測，到2020年我國GDP將翻兩番。如果按照現(xiàn)有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式推算，屆時(shí)我國每年的能源消耗量將從現(xiàn)在的14億噸標(biāo)煤，增大到56億噸。這一巨大的能源消耗量成為制約我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶

2、頸。鑒于我國目前高投入、高能耗、低產(chǎn)出的現(xiàn)狀，推進(jìn)提高能效、節(jié)約資源的工作，已到了刻不容緩的時(shí)刻。聯(lián)系到我們所從事的行業(yè)，建筑能耗約占全國總能耗的1/4-1/3；而供熱、空調(diào)、制冷能耗又占到建筑能耗的1/3。特別是供熱行業(yè)，至今仍處于粗放經(jīng)營階段，因此節(jié)能降耗存在著巨大的潛力。國內(nèi)熱電廠純凝機(jī)組或抽凝發(fā)電機(jī)組在其安全發(fā)電的同時(shí)，存在著能耗高、經(jīng)濟(jì)性差的問題。主要原因是機(jī)組中作完功的乏汽排入凝汽器后，熱量被循環(huán)水帶走，通過冷卻塔排入大氣，造成較大的冷源損失。在文獻(xiàn)資料中，一般凝汽式電廠的循環(huán)熱效率只能達(dá)到30～40%，其它熱量白白損失

3、掉了，而其中最大的就是凝汽器的冷源損失，約占總損失的60%。為提高能源利用率，降低小型汽輪機(jī)組的冷源損失，提高熱經(jīng)濟(jì)性，冬季采暖期可以將汽輪機(jī)組的冷源損失加以利用，即循環(huán)水所攜帶的熱量不是被排入?大氣，而被輸送到供熱用戶取暖用。這樣對(duì)電廠而言，既節(jié)能、又經(jīng)濟(jì)，還環(huán)保，符合國家大力提倡的節(jié)能降耗政策。二、循環(huán)水供熱節(jié)能原理汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱是為了滿足節(jié)能和環(huán)保要求而發(fā)展起來的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。其基本原理是在發(fā)電過程中，將凝汽器真空度降低，相應(yīng)的排汽壓力和排汽溫度隨之升高，同時(shí)減少冷卻汽輪機(jī)乏汽的循環(huán)水量，將凝汽器循環(huán)水出口溫度提高到7

4、0℃左右，循環(huán)水直接作為采暖用水為熱用戶供熱，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供暖的目的。圖1為汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供暖系統(tǒng)示意圖。圖2為凝汽運(yùn)行和低真空運(yùn)行時(shí)的溫熵圖。其效益可從圖中看得更為清楚。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)循環(huán)泵去除氧器熱用戶圖1汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供暖系統(tǒng)示意圖由圖1可以看出，汽輪機(jī)改為低真空供熱后，熱用戶實(shí)際上就成為熱電廠的“冷卻塔”，汽輪機(jī)的排汽余熱可以得到有效利用，避免了冷源損失，大大提高了熱電廠能源的綜合利用率。圖2凝汽運(yùn)行和低真空運(yùn)行時(shí)的溫熵圖如圖2所示，汽輪機(jī)在純凝汽式發(fā)電時(shí)，面積1-2-3-5-6-1為蒸汽在汽輪機(jī)中做功的焓，

5、面積2-7-9-3-2-為排出廢汽的焓；改造為低真空循環(huán)水供熱后，面積1-2b-3b-5-6-1為蒸汽做功的焓，面積2b-7-8-3b-2b為用于供暖的熱量。顯然，汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供暖的經(jīng)濟(jì)效益比純凝汽發(fā)電時(shí)要高。三、循環(huán)水供熱基本形式循環(huán)水供熱僅靠提高凝汽器壓力，在安全的前提下只能將循環(huán)水加熱到65℃左右。這是因?yàn)槟餮h(huán)水溫與汽輪機(jī)排氣壓力成正比，若汽輪機(jī)排汽壓力過高不但會(huì)使機(jī)組發(fā)電出力降低，還可能導(dǎo)致凝汽器鋼管膨脹過大而產(chǎn)生泄漏，以及排汽缸上的后軸承溫度升高而引起的冷卻困難和機(jī)組振動(dòng)等問題，因此排汽壓力只能提高到50~60

6、KPa，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為80.86~85.45℃，為了保證機(jī)組的長期安全運(yùn)行，排汽溫度控制在80℃以下比較合適。由于凝汽器存在傳熱溫差，實(shí)際運(yùn)行中冷凝器循環(huán)水的出口溫度為70℃左右，為保證機(jī)組的安全運(yùn)行和發(fā)電效率，排汽壓力不能過高，以達(dá)到供熱要求為宜。根據(jù)文獻(xiàn)提供數(shù)據(jù)，凝汽式汽輪機(jī)低真空運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)機(jī)組及凝汽器產(chǎn)生一定影響。但排汽壓力選取在0.05MPa以下，循環(huán)水溫控制在65℃以下，則可保證汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行。1、低溫循環(huán)水供熱系統(tǒng)汽輪機(jī)-凝汽機(jī)組將排汽壓力提高到0.03~0.04MPa，同時(shí)將冷卻循環(huán)水量減少，從而使循環(huán)出口溫度

7、由30~35℃提高到65℃。采暖季循環(huán)水不再去冷卻塔，而是用熱網(wǎng)循環(huán)泵送到各熱用戶。循環(huán)水經(jīng)暖氣片冷卻后再回到凝汽器吸收熱量，再送入熱網(wǎng)連續(xù)循環(huán)運(yùn)行。循環(huán)水供熱實(shí)際是采用暖氣片作為冷卻塔使用。在寒冷季節(jié)循環(huán)水供熱系統(tǒng)需投入尖峰加熱器，可將循環(huán)水加熱到70~80℃，以滿足尖峰負(fù)荷的需要。該系統(tǒng)與用戶直接連接，熱源、管網(wǎng)以及采暖用戶用熱參數(shù)一致。由于其出口供水溫度較低，一般為65℃左右，故稱為低溫循環(huán)水供熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是乏汽的余熱全部被利用，消除了占總熱量損失的60%的冷源損失，因此熱效率高。由于排汽壓力升高，初參數(shù)不變，則機(jī)組的焓

8、降減小，致使汽輪機(jī)發(fā)電功率下降，一般功率下降為額定功率的10%~20%。但低真空運(yùn)行供暖機(jī)組的排汽壓力僅為0.03~0.04MPa，處于真空狀態(tài)。比其他形式的抽汽供熱機(jī)組對(duì)發(fā)?電功率影響最少。從熱化發(fā)電來衡量，低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱發(fā)電