太原太古大温差长输供热项目建设及运行经验总结及探讨参考范文

1、太原太古大温差长输供热项目建设及运行经验总结及探讨太原市热力集团有限责任公司 XXX【摘要】本文根据太原太古大温差长输供热工程投运两年来的运行经验，介绍了太古工程实际运行中所遇到部分问题，对新的行业标准和要求进行了探讨，供同类项目借鉴参考，以推进长输供热事业健康稳步的向前发展。【关键词】长输供热、智慧、标准、安全、经济、高效1引言太原太古长输供热项目，是国内供热行业首创远距离长输供热工程。该工程规模大，实施难度高，地形地貌复杂，敷设方式复杂多变。其堪称供热行业开创长输供热的里程碑，意义非常重大。太古供热项目总投资48亿元，主要敷设了4根DN1400高温网长输主干线，长37.8km，高

2、差180m；途中配合建设1.3km的钢桁架，近16km的专用供热隧道；管线沿途建设3座中继泵站，1座事故补水站，末端建设1座中继能源站。高温网长输主干线共设置了4座泵站，包括电厂首站在内，共5级回水、1级供水，6组中继泵实现高温网的热水循环。从中继能源站后，一级网最远端供热至晋阳湖南侧，距离34km，高差80m，2017采暖季末总供热面积达6000万m2。随着工程平稳供热两个采暖季，工程得到国内供热行业的高度认可，类似规模的长输供热工程在国内也大量开展。太古工程充分利用了远郊热电厂的工业余热，提高了能源综合利用效率。与普通热电联产相比，热源大并且集中，输送距离远，供热面积大，系统复杂，其正常运

3、行，需要复杂高温长输网系统连续稳定运转，也需要包括兴能电厂内首站及下游一级网各换热站在内的所有的供热设施共同正常运转。整个太古供热系统三个部分是一个有机的整体，任何一个环节出问题都可能影响到6000万m2的正常供热。整个系统投运两个采暖季以来，发现除了需要优良的项目质量，优秀的设备选型、精心的运行管理外，还需要供热行业的技术要求和标准进一步提高，原标准很多地方已经不能适应长输供热的需要。结合智慧热网的建设进程，逐步完善系统自动保护、自控系统稳定性、换热器性能保障措施等，并不断提高经济合理的调度运行方式、一级网系统补水要求及主动检测技术等。2结合智慧供热实现系统的自动保护和优化运行2.1实现系统

4、自动保护必要性太古长输供热系统，第一次以多级泵联动方式实现热网循环运行，突破了以往主循环泵驱动的模式，实现了由“火车头带动向动车组”质的飞跃。而太古系统配套的一级网系统，配套多个分布式调峰热源，涉及到9家供热单位、多个分散式补水点、众多的供热关口，其运行模式日趋复杂。但行业的自动化保护水平还没有达到与之匹配的地步，随着整个行业的发展需继续提高。太古供热系统运行牵一发动全身，投运以来发生过地下室换热站跑水故障、水击故障、各类停电故障、机械设备类故障、通信类故障，任何一种故障都有可能致使整个系统停止运行，处理不当有可能影响更大。虽然已经建立了水泵的联动机制，较普通供热系统自控水平有了大幅度的提升。

5、但是与电力系统的自动保护相比，仍有很大的提升裕量，尤其在遇到突然发生的水击性故障及突发爆管时，需要反映迅速，响应正确；如果很多情况下仍靠运行人员的判断值守为主，运行可靠性较差。因此，亟需建设一套更加完善可靠的智能保护系统，提高系统的安全性。2.2水击现象对系统保护的要求2018年10月27日，太古长输供热系统运行中的电厂三期DCS送电，电厂DCS执行了默认关阀操作，瞬间关闭三期水路阀门，在太古调度中心观察到电厂系统II回水压力突然降为0，同一时间能源站高温网系统II回水压力迅速升高至2.7MPa2.8MPa。故障发生后，太古供热调度运行工作人员迅速地执行了紧急降频操作，系统压力被控制到了合理范

6、围内，未出现物理性损坏。但从自控数据曲线查知，水击时压力升高过程很快，时间约几秒钟，水击波传递速度也很快，从电厂传递到能源站约为21s，从发现故障到处理故障的整个过程持续时间很短，不到1分钟。如果调度人员观察不仔细，不能迅速正确判断或不能熟练迅速地操作，即使有水击泄放阀等设备保护，都仍可能会对整个热网造成严重的损害，甚至可能造成电厂的飞车事故，影响系统的恢复时间。因此，系统保护必须兼顾太古供热系统热源、长输供热管网、一级网三部分，并进一步提高关键判断信号的准确性，靠保护系统及时执行应急操作。2.3紧急停车策略的优化水击和紧急泄漏事故均需要执行紧急停车操作，并控制在3分钟内完成，而其余的紧急停车

7、工况主要考虑各种故障工况导致的高温回水流至回水管道薄弱环节的时间。紧急停车时电厂乏汽切换至空冷岛的必要执行时间为3分40秒，此外还需考虑工作人员反应、确认、联络、操作等所需附加时间，若流量下降太快，而电厂未能及时将乏汽切换至空冷岛，则有可能引起电厂发电机组飞车，影响系统恢复时间。因此紧急停车策略和系统保护程序的编制，要综合考虑，兼顾各种工况，该快则快、该慢则慢，不可一概而论。必须建立不断完善保护程序的机制和测试检验机制，才能够实现综合完善的系统保护，确保整个太古供热系统的万无一失。2.4高标准要求控制及通信信号现有集中供热系统的控制信号，以信号采集监控和热网平衡控制为主要目标，基本上不涉及系统

8、安全，而太古长输系统的信号要求却远高于常规供热系统，与火力发电厂相似。而且与火力发电厂系统相比面临着控制点分散，距离远，系统复杂，控制难度较大的问题。因此控制信号对于校时、连续、稳定、准确、实时性也有更高得要求。根据以上要求，太古长输系统自控系统主要包括通讯系统、计算机监控系统和时间校准系统。通信系统分为有线通讯方式和无线通讯方式，两者互为冗余。计算机监控系统针对该项目设备分散的特点采用西门子WINCCOA（PVSS）系统，其中数据采集链路和数据库都进行冗余设置，保障了系统的安全性与可靠性。利用时间校准系统，将中心机房服务器与各泵站就地监控系统的时间进行校准，避免因为时间不同步造成的数据传输中

9、断问题。2.5结合智慧供热提高系统的保护和控制水平太古长输供热系统任何一个环节出现事故都会影响整个系统的安全经济运行。系统中，电机冷却风扇、变频器、水泵、PLC控制柜等相互之间都有连锁保护，当某一设备或工况出现异常现象时，相关联的设备联动跳闸，导致响应的工艺设备停运。4个泵站配套的35kV变电站，主要是由继电器组成的保护系统：以热工参量和电气参量的限值，以及设备元件的条件联系为动作判据，采用各种继电器组成保护回路，对某一设备进行保护。另外，有固定的保护装置，包括机械的、电动的保护装置。如系统的水击泄放阀、各种安全阀、变频器与电机的连锁保护、电机的超温保护、电动阀的阀位保持等。将来应该随着智慧热

10、网的建设形成综合性保护连锁系统，即水泵系统、控制系统及电的分别保护与单元的整体保护系统相互协调，形成一个完善的保护系统。虽然太古供热系统目前通讯保障水平有了很大的进步，但保护系统仍然存在问题：一是缺乏相应的机制和体制，二是缺乏完善完整的保护策略，三是自动保护缺乏足够的判断源信号，四是投入保护程序缺乏足够的判断源信号，五是缺少部门力量贯穿各个环节，形成一个整体。以判断信号为例，参照电力系统保护程序的判断原则，判断一个信号故障，至少三个信号里面有两个信号都达到目标值，或者四个信号里面至少有三个信号达到目标值才能启动保护程序，而目前供热系统一般只有单一信号源，存在干扰和误判的可能，致使自动保护的可靠

11、性降低。另外结合智慧热网的进程逐渐实现热网的程序控制，将生产过程中大量分散的操作逐渐集成，按照各种供热需求和参数与热力系统的流程划分为若干有规律的程序进行控制，并结合保护、连锁条件，降低操作人员的操作复杂程度和判断难度，即可由程控系统自动完成整个控制系统的自动操作、调节和运行。其次，在智慧热网建设过程，要兼顾电厂系统和一级网系统，如紧急停车或紧急降频时，应该首先给电厂发送信号，给电厂留足响应时间，提高系统的安全性；利用一级网泄漏检测系统提高一级网泄漏响应速度，给长输管网和电厂操作留出足够的操作时间，逐步实现连锁控制保护；结合智慧热网进程，还可以提高热网的精细化管理水平，实现日负荷的调节，降低运

12、行成本。3大型板式换热器换对水质和除污等级的要求大型板式换热器是太古长输供热系统用来隔压换热的重要环节，设计为100温差，5端差，已经运行的两个采暖季。在实际运行中，虽然经过了严格的水质控制和除污流程，但是由于一级网侧管网过于庞大，涉及单位众多，管理难度大，无法保证整个管网完全有效冲洗干净，换热器的一级网侧存在非常明显的堵塞现象。停热后对换热器拆卸清洗发现，杂质主要为泥沙、小石块、树枝等，没有明显结垢现象。因泥沙较重，反冲洗时不易冲出，导致换热器阻力增大，换热效果明显降低。另外，换热器内壁有粘附铁锈的现象，难以清除，会很快超出设计的污垢系数，时间长久会影响换热效果。针对以上出现的问题，大型板式

13、换热器一级网侧需要进一步提高除污等级，并且在换热器入口管处设置大口径排污口，在每次停热之后进行严格的反冲洗，缓解换热器堵塞现象。另外，经过几年之后需要有组织酸洗换热器，清理板片表面污垢，保证换热器长久高效率运行。4调度方式的变化4.1合理的耗电经济运行模式长输供热系统，泵组耗电是主要的能源消耗之一，与系统经济运行至今相关，其费用约占到直接消耗成本的25%以上，按照可研测算，在设计流量状态下，太古长输供热系统年电费约2亿元。因此运行时既要考虑电厂余热回收需要的大流量状态，又要考虑下游大温差驱动需要的小流量状态，还需要考虑水泵处于经济高效的运行模式，确定合理的热网平均电价与流量、频率间的关系。实际

14、工作中，采用大工业用电计价方式。由于有基本费存在，平均电价会随着实际耗电量及运行频率的增加呈现降低趋势，而频率增高流量增加，会导致用电量增加及电费增高。因此存在一个高性价运行区间，使得流量增高但总电费也不增高。根据2017采暖季水泵运行工况，此区间为29Hz至34.5Hz间。因此，运行时应尽量延长在此区间进行调节时间，以节省运行成本。4.2新的运行调度模式以太古长输供热项目为例，当电厂参数变化时，需要一天以上时间，一级网的最末端才能发生相应变化，因此常规热网的质调节方式不能适应长输热网的调节。对于日负荷的调节，随着智慧热网的建设，可以实现高温网和一级网流量的联动调整，在维持温度基本不变的前提下

15、，上午将流量调至较低的水平，晚上将流量调至较高的水平，在保证管网安全的前提下，可以实现长输热网及配套的一级网的日负荷调节及快速流量调整；另外结合峰谷平的电价计量模式，白天降低流量也能减少一定的系统生产耗电费用。因长输供热管线输送距离远、影响范围广，调度的首要任务是保证运行安全，避免管网温度的频繁剧烈波动。在一个采暖季中，尽量避免反复升降温度，初寒期以较小流量90以上温度驱动大温差机组，辅以适度得流量调节；随着室外气温得降低，供水温度逐渐升高，严寒期升至最高温度125，最高流量30000t/h；末寒期逐渐恢复至出寒期参数，但维持在90小流量运行，直至大温差机组的退出运行。一个采暖季内采用精细的分

16、阶段改变流量，在保证安全、避免升降温的前提下，合理控制运行频率，降低耗电费用，实现安全、经济的调度运行。5对补水系统的要求5.1利用分散式补水提高系统补水的安全性太古供热一级管网系统复杂，供热范围大，管网长度约70km，容水量30万t以上。定压补水对于系统安全平稳运行至关重要。常规补水以热源集中补水为主，但一个点集中补水面临着水源紧张、制水能力受限、当停水时严重影响系统安全、管线故障时不能分片定压等问题。因此太古供热项目一级网补水以分散式补水为主，各分散式补水点轮换承担一级网系统的主要补水量，能源站处负责系统的定压。当发生事故时，迅速隔离故障管线，所有补水点投入运行，维持系统的定压。目前太古供

17、热系统一级网补水系统由多个补水点组成，分布范围广且产权不属同一单位，所以调度管理难度大，需要统筹各补水点补水能力，制定各补水点工作规则，合理安排，轮流补水。在2017-2018采暖季补水能力在维持系统正常运行时仍有一定余量。但遇到突发性失水，且失水量较大时，补水能力仍然不足。因此需要再增加额外补水点，提高系统运行的安全性。另外还需要结合智慧热网的建设，实现一级网各补水点自动的轮换补水，保证系统所有的补水点均随时处于有效状态，随时可以投入运行。从节能和安全角度来考虑，一级网的区域隔断阀门应该予以足够的重视，在隔离状态下确保能严密关闭，一方面减少补水量，提高安全性，另一方面也可以实现减少补水相应的

18、热耗，提高系统的运行效率。5.2应急储水池水质状态的要求太古供热项目在设计时，考虑了事故状态下的泄放水需要有地方存储，但在实际供热过程中，还面临着自来水突发停水或者一级网突然爆管时紧急补水水量保障问题。无论发生哪种事故，都需要紧急大量补入软化水，需要存在至少一天以上的软化水量才能保证热网的正常安全运行。为此，将事故泄水池进行改造，使其一池两用，既可以存放泄水，又可以需要补水时可以作为软化储水池之用。但事故泄水池内壁为混凝土结构，与水直接接触的物质为硬化后的水泥。软化水在存入事故泄水池后，由于混凝土中Ca+，Mg2+的不断释放，硬度会很快升高到0.8mmol/L水平，远高于热网补水水质的要求。为

19、此，区别于事故泄水池，事故储水池内壁必须做一定的处理，在保证储水池内软水水质长时间保持不变的基础上，处理措施要考虑防水层长期泡水，材料要具有耐水性、耐低温、低温柔度好、耐腐蚀、抗裂变和长久的使用寿命；防水涂料具有更好的连贯性，能较好地解决因开裂导致的渗漏问题，能够很好地防止脱落，能够很好的处理水池的联通管处的连接问题；还应有一定的经济性，有效使用年限应在10年以上，做储水防护的成本不应大于重制6次7次的储水池软水的费用。6提高安全的主动检验措施很多重要的行业工程，如长输石油、长输燃气、长输供水、高铁等，都有完善的检验措施。长输石油和长输燃气由于其采用的是全通径球阀，以管道机械人沿着管道内壁走一

20、遍基本可以探清管道内壁的腐蚀和受损程度，提前发现隐患。而长输供水管道一般以预应力混凝土管为主，管道较大，其管道内人员可以进入，仔细检查混凝土壁的裂缝等情况进行维修处理。长输供热作为供热的生命线，应该向其他行业学习，进一步提高主动检验措施水平，既要做好常规检验，也要采取措施提高对管道的全面检验能力，做到有问题早发现，及早排除隐患，实现长输供热的长久安全运行。大型水泵作为主要耗能单位，除了需要经济运行调度外，也需要采取措施，不断修复气蚀磨损，保证其处于经济高效的运行状态。6.1利用壁厚检测及安全性评价技术预防性检测提高安全性长输供热管线，在暂时无法使用管道机器人检验的条件下，可以通过超声波技术直接

21、测量管壁的厚度，经过数据处理获得管线的各项数据指标，通过进一步的数据处理获得各项评价指标。可以采用最小剩余壁厚、最大危险截面尺寸和残余强度进行三级评价，过程简单，无需复杂的建模计算，适合现场使用。根据评价结果将管线的安全性分级，并制定相应的处理措施。6.2使用功率分析仪检测水泵效率对于水泵频率偏离工频较大、电压或电流有明显畸变的场合，采用传统的互感器及功率计测量，往往不能保证测量的准确度，应该采用具有宽频带、数字信号处理功能的功率分析仪及宽频带、低角差的高精度电压、电流传感器组成的系统进行测量。利用高精度功率分析仪应该是监测水泵运行、监测变频调速技术和能源检测技术重要手段。可以通过功率分析仪来

22、每年在额定状态下检测水泵的运行参数。通过逐年水泵状态的选取，可以很好地跟踪每台水泵的运行状态。通过分析和观察参数的变化，发现异常数据，提前发现、解决问题，从而降低水泵的故障率。如果水泵效率降低，可以及早发现其原因，并做出相应处理。6.3水泵的气蚀及效率保持太古长输项目包含电厂中继泵和一级网循环泵在内，总共61台型热网水泵，总配套电机装机功率约7万多kVA。根据水泵运行状态监测数据，实施正确的防护措施，提高泵的耐蚀性，延长水泵寿命，降能系统耗电量，无论从安全性和经济性角度讲都有着重大的现实意义。泵腐蚀主要发生在叶轮表面，其环境状态是高速流体、表面复杂、存在压力递度；腐蚀形式有空泡腐蚀与电化学腐蚀

23、。空泡腐蚀有低压、高压和脉冲腐蚀。机理有冲击波机理和射流机理，冲击波或射流的反复作用使金属构件表面出现空蚀坑。电化学腐蚀有应力原电池和温差原电池以及新、旧表面原电破损处新表面与旧表面间的电位差腐蚀。而压力梯度形成高流速、结构复杂、变截面、变流向，形成叶轮表面较高粗糙度。对于较高的表面粗糙度，流经粗糙表面的液体易形成局部涡流，涡心压力低。形成涡流的临界粗糙度Ra10。气核（微气泡）污水中气核含量高于其他液体。随着泵运行时间的加长，水泵叶轮表面不可避免地会出现气蚀。更换叶轮费用比较高，而且需要重新测试平衡状态，需要重新返厂，实施难度比较大。因此可以用一种经济性较好的叶轮来缓解此种气蚀现象。其表面是

24、复合高性能无溶剂环氧涂料，以此降低叶轮表面的粗糙度Ra，消除因此诱发的空泡腐蚀。另外将叶轮表面的完整屏蔽，以消除电化学腐蚀。采取适当措施后，可以使其达到合理的使用寿命并处于良好状态。7结论太古长输供热工程的出现，实现了复杂供热系统的前进，无论是软件从智慧热网层面，还是从硬件运行维护方面，还是从安全经济调度运行方面，都对供热行业提出了很多新的标准和要求。本文仅描述了部分的注意事项，还有许多环节需要不断提高完善，最终才能达到长输供热管道长久、安全、稳定、高效运行的目的。1总则1.1为了加强公司的环境卫生管理，创造一个整洁、文明、温馨的购物、办公环境，根据公共场所卫生管理条例的要求，特制定本制度。1.2集团公司的卫生管理部门设在企管部，并负责将集团公司的卫生区域详细划分到各部室，各分公司所辖区域卫生由分公司客服部负责划分，确保无遗漏。2卫生标准2.1室内卫生标准2.1.1地面、墙面：无灰尘、无纸屑、无痰迹、无泡泡糖等粘合物、无积水，墙角无灰吊、无蜘蛛网。2.1.2门、窗、玻璃、镜子、柱子、电梯、楼梯、灯具等，做到明亮、无灰尘、无污迹、无粘合物，特别是玻璃，要求两面明亮。2.1.3柜台、货架：清洁干净，货架、柜台底