电厂循环水供热方案说明

方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书电厂循环水供热改造工程方案说明书XX循环水供热改造工程 . 方案说明书第一章""概述项目概况项目名称XX热电厂循环水供热改造工程项目建设单位项目承办单位：乂乂煤焦有限公司项目编制单位项目建设总投资建设项目总投资约1628.4万元。项目建设规模及内容本项目为XX煤焦有限公司4X6MW机组循环水供热技术改造工程，主要解决以下区域冬季采暖供热：明源煤焦有限公司内部建筑冬季采暖，采暖面积 5万m2。明源煤焦蔬菜大棚冬季采暖，现有30万m2,2011扩建30万m2,共计60万m2。③郭道镇规划建筑面积30万壮。本项目设计热力网供回水温度为65/52℃热水，供热管线采用架空敷设和直埋敷设相结合，管径规格从DN80〜DN800,供热半径为3km。本项目年利用冷却水塔散热损失50万GJ。项目建设内容包括循环水供热主管网建设改造、用户区域管网改造、循环水泵房建设及4X6MW机组改造四个大部分。项目建设目的主要是利用4X6MW热电机组的冷却塔散热损失解决冬季采暖，以便实现热能的最大化利用及污染物的减排和水资源的节约，最终解决冷却塔冷源损失问题，进一步提高能源利用率，实现企业可持续发XX循环水供热改造工程 方案说明书展编制依据（1）《城市热力网设计规范》CJJ34-2002；（2）《全国市政工程投资估算指标》（HGZ47-108-2007年）建设部；（3）《建设项目经济评价方法与参数》（2006年）；（4）《山西省建设工程其它费用暂行标准》；编制范围根据热负荷的分布和热源为低真空循环水的特点进行工程方案设计研究。工程内容为低真空循环水供热热源、循环水泵房、热源至各供热用户管线的设计研究。本期方案研究的范围包括：1）明确热源，并对热负荷作出预测。2）提出低真空循环水供热工程技术改造方案。3）对各主要工艺系统及辅助系统工艺方案设想评选。4）提出投资估算。主要技术经济指标表1-1主要技术经济指标序号项目单位数量备注上总供热面积万山？65+30本工程投资不包括郭道镇30万m2建设费用二改造机组数目台3满足65万m2供热要求三年减少发电量X104KW.h293.6改造3台机组四工程总投资万元1628.4本工程投资不包括郭道镇30万m2建设费用1固定资产投资万元1613.42铺底流动资金万元15方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书结论低真空循环水供热技术改造项目在降低冷源损失，提高循环水温及热效率，作为冬季供暖是一项社会效益和经济效益都十分显著的节能技术。本项目的实施对节约能源、提高能源利用率具有重要的现实意义。方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书第二章低真空循环水供热简介凝汽式汽轮机低真空运行，利用循环水供热，六十年代在前苏联已经运行，背压可提高到0.059〜0.078MPa,冷却水出口的温度可达80〜90℃。直接用循环水供热，减少了冷源损失，显著提高了凝汽式电厂的经济性。七十年代以来，阜新发电厂、哈尔滨热电厂相继对25MW机组进行了低真空运行，真空降到 0.04MPa。长春第一汽车厂动力分厂、长春发电厂也对3112型12MW机组进行低真空运行，真空降到0.043MPa,冷却水出口水温达到80℃。有的电厂在12MW机组低真空运行，排汽压力为0.02〜0.03MPa,冷却水出口温度48〜50℃,一台机组每小时可供热11.96GJ,供暖面积52万平方米，发电煤耗为378g/kWh，比纯凝工况运行煤耗降低40%以上。凝汽式汽轮机低真空运行时，一方面由于减少冷源损失，另一方面由于提高背压运行，改变了汽轮机热力工况，使汽轮机长期在变工况下运行，对汽轮机的功率、效率、推力等都产生影响。随着真空的降低，功率下降，轴向推力增大，排汽温度升高，汽轮机辅机运行工况也都发生变化。低真空运行对功率的影响凝汽式汽轮机组功率同蒸汽流量和理想焓降成正比。低真空运行时，由于真空降低，背压升高使理想焓降减少。在进汽量和效率不变的情况下，将使发电机功率降低。低真空运行是汽轮机运行的变工况，对冲动式汽轮机而言，真空降低将引起中间各级的级前压力提高。对于复速级由于级后压力提高，使该级焓降减少，相对内效率下降，功率下降显著；对于中间各级，由于级前、级后压力变化均改变，而压比、焓降变化不大，因而相对内效率变化不大，功XX循环水供热改造工程 方案说明书率变化不大；对于末级和次末级，由于真空降低使焓降大幅降低，甚至变为负值，以致造成蒸汽流速急剧降低，蒸汽不但不做功，反而对转子旋转产生阻尼作用，使发电机功率降低。另外，由于低真空运行时，蒸汽没有充分膨胀，相对内效率也相应减少，从而使功率下降。低真空运行对轴向推力的影响汽轮机转子的轴向推力是由动叶前后的压差和蒸汽在动叶内动量变化产生的推力；叶轮轮盘前后压差作用产生的推力以及静推力几部分组成。当汽轮机低真空运行时，这些推力将受到影响。对于冲动式汽轮机，轴向推力随背压的增加而增大。根据长春第一汽车厂动力分厂对3112型汽轮机轴向推力计算，当背压P2=0.055MPa时，机组的轴向推力比纯凝汽工况时的轴向推力大近一倍。为保证机组安全运行，可以采取降低前端汽封压力，增加叶轮平衡孔面积和拆除末级等方法减小轴向推力。但是，从目前已进行低真空运行的机组运行情况看，轴向推力的增加，仍然在机组推力轴承安全运行的范围内，因此对机组可以不必改动，仍能保证安全运行。低真空运行对汽缸膨胀的影响低真空运行时，由于背压提高，排汽温度升高，汽缸膨胀量增大，从而改变了通流部分的动静间隙。静子以后缸中心为零点向前膨胀，转子以推力轴承为零点向后伸长，但是由于温度变化不大，动静间隙的变化不致于产生摩擦和振动。就现有机组低真空运行情况来看，对汽缸膨胀影响不大。低真空运行对凝汽器的影响低真空运行时，凝汽器的膨胀因排汽温度升高增加。膨胀增加过多，可能会造成管束与管板的膨胀接口因膨胀不同而破坏密封性，甚至使汽轮机后轴承升高，从而影响汽轮发电机组对中，以致加大振动XX循环水供热改造工程 方案说明书值。但是由于凝汽器膨胀量甚小，在已运行的机组中还没有发生上述现象。为解决排汽过热问题，可在凝汽器排汽口加装除盐水喷水装置，以降低排汽温度。低真空运行时，凝汽器变为循环水加热器，要求提高水室承受能力，并且凝汽器由双路双流程改为单路四流程，因此要加固水室盖、增加水室拉杆数量、设计合理的管路布置，以保证安全运行。为防止循环水在凝汽器内沉积结垢影响传热效果，降低出力，可在循环水系统加装胶球清洗机。为保证在循环水供热时安全运行，使凝汽器内保持一定的冷却水压，应该加装管网补水泵，并在凝汽器进水压力表上安装报警器。当出现凝汽器压力下降情况时，报警器报警，即可向系统补水。实践证明，凝汽式汽轮机低真空运行时，将会对机组及凝汽器产生一定的影响。但如果排汽压力选取在0.05MPa以下，对汽轮机及其辅机不会有太大影响。在热负荷较大的情况下，为保证热网循环水温度，可在热网系统设置热网加热器，利用抽汽加热热网循环水，这样既保证低真空安全运行，又使热网循环水达到供热温度要求。低真空运行的切换凝汽式机组改为低真空运行时，通常都是在冬季低真空运行，其它季节纯凝工况运行，就存在两种运行方式的切换问题。低真空运行时，将原有循环水至冷却塔的闭路循环方式切换为循环水至外网供热运行方式。这种切换有两种方法：一种是冷态切换，即在机组运行前，机组处于停运状态下，把循环水至冷却塔的闭路循环系统切换为循环水至外网供热系统。这种切换方法可靠，但必须在停机状态时进行。另一种是热态切换，即在机组处于运行状态下，把循环水至冷却塔的闭路循环系统切换为循环水至外网供热系统。这种切换方法机组不必停运，经济性好，而且只要操作得当，同样安全可靠。因此，在机组方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书处于运行状态时，不必停机切换。低真空运行的经济效果一般凝汽式电厂的循环热效率只能达到25〜35%,而60%以上的热量被冷却水带走，变为冷源损失。低真空运行时，将凝汽器作为一级加热器，利用排汽的凝结热加热循环水，用循环水代替热网水供暖，从而将排汽凝结热加以利用，使凝汽式电厂的循环热效率大大提高。根据长春发电厂的经验，一台3112型凝汽式机组低真空运行，一个采暖期可节煤1.5万吨。同时，低真空运行循环水供暖，可以取代众多的小锅炉，社会效益、环境效益十分显著。XX循环水供热改造工程方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书第三章热负荷热负荷指标取值该项目设计区域郭道镇集中供热和 XX煤焦蔬菜大棚冬季采暖，郭道镇规划建筑面积30万m2,XX煤焦内部现有采暖面积5万m2,熟菜大棚面积60万m2,共计采暖面积95万m2。郭道镇30万m2为规划新建项目，必需采取节能措施。XX煤焦厂区现有建筑既有新建又有原有建筑，根据《城市热力管网设计规范》（GJJ34-2002）及各类建筑物的采暖面积指标（表3-1）确定项目区域建筑的采暖综合热指标qn为：50W/m2（其中qn已包含5%管网热损失）。熟菜大棚热负荷根据熟菜生长要求，保证大棚内夜晚温度不低于15℃,白天不低于30℃，热负荷取为100W/m2。采暖热指标计算表 3-1序号建筑物类别规划热指标序号建筑物类别规划热指标1住宅40〜456商店55〜702居住区综合45〜557食堂100〜1303学校办公50〜708影剧院、展览馆80〜1054医院托幼55〜709大礼堂、体育馆100〜1505旅馆50〜60设计热负荷及年耗热量计算（1）设计热负荷①居住建筑采暖设计热负荷计算：Q=F•q•10-6式中：Qn1——设计采暖热负荷（MW）F 规划供热面积35X104m2Qn1——采暖综合热指标50W/m2方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书Qni=35X104X56X10-6=17.5MW②熟菜大棚采暖设计热负荷计算：Q=F•q•10-6式中：Qn2——设计采暖热负荷(MW)F 规划供热面积60X104m2Qn2——采暖综合热指标100W/m2Qn2=60X104X100X10-6=60MW设计热负荷Qn=Qn1+Qn2=77.5MW(2)采暖平均热负荷计算：QP=QX(t-tP)/(t-t)式中：QP----采暖平均热负荷(MW)Qn——采暖设计热负荷77.5(MW)tn——室内设计温度，18℃tP----采暖期室外平均温度(-2.8℃)----采暖室外计算温度(-12℃)QP=77.5X(18-(-2.8))/(18-(-12))=53.7MW(3)年耗热量计算：Qhn=0.0864・Qnp・n式中：Qhn——采暖全年耗热量(GJ)Qnp——采暖平均热负荷53.7X103(KW)n——采暖天数139天Qhn=0.0864X53.7X103X139=64.49X104GJ10

XX循环水供热改造工程方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书第四章热源本项目热源由XX煤焦有限公司自备电厂提供。现有4X6MW凝汽式汽轮发电机组，机组总容量为24MW。为了提高电厂的经济性，满足该区域不断对集中供热的需求，电厂4X6MW热电机组经技改为低真空循环水供热，向该区域供热，供热能力 95万壮。热源情况机组型号：N6-3.43额定工况设计参数：进汽压力： P0=3.43MPa进汽温度： 10=435℃进汽量： D0=31T/H排汽压力： P2=0.0113MPa排汽量： Dk=25.4T/H发电量： N=6223KW改为低真空运行后的参数：进汽压力 P0=3.43Mpa进汽温度 10=435℃进汽量 D0=31T/H排汽压力 P2=0.045MPa排汽量 Dk=26.88T/H发电功率N=5343KW供热参数根据低真空运行机组经验，回水温度不高于52℃,循环水冷却倍率按已运行工程经验取为40〜45,低真空运行机组提供的热量为Q1O11XX循环水供热改造工程 方案说明书Qi=DK（iz-ik）yDk—凝汽器排汽量T/Hiz、ik一低真空排放的汽化潜热KJ/kgy—凝汽器的传热效率0.98计算结果每台机组供热量为：Q1=18MW循环水温差△t=13℃，供水温度65℃，每台机循环水流量1186T/H。12方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书第五章工程技术方案供热介质与参数供热介质为低温热水，供热参数：供热温度63〜65℃,回水温度50〜52℃。热网型式和覆盖方式按照热负荷的分布，本着符合城市规划、蔬菜大棚布置情况及相关规范、标准、合理覆盖热负荷的原则，热力管网设计为枝状布置，主干线与公路干线伴行，穿越热负荷中心区，管位以人行道为主，局部穿越视具体情况采用顶管或分段快速开挖，快速恢复的措施破路。由于供热管道直埋敷设比架空或直埋地沟敷设具有检修、维修工程量小、节省投资、施工周期短、热损失小的特点，因此在国外工程中广泛使用。本工程供热管线采用直埋无补偿敷设方式。全网管线按循环水流前进方向左行的原则布置。热网与用户连接方式本工程为低真空循环水供热系统，供水温度较低，与用户连接方式如果采用直供供热，可减少中间环节，节省投资，但系统太大，调节困难；若采用间接供热方式，各小区分别供热，利于调节，但由于供水温度低，换热后供水温度将更低，换热器面积过大，资金投入多。考虑到供热地区距电厂较近，设置必要的自控手段可实现系统的可靠运行及调节，故与用户连接方式采用直连。循环水系统改造方案该机组在冬季改为循环水供热时，就是利用采暖系统的循环水代替工业循环水，进入凝汽器冷却汽轮机的排汽。同时，停止部分循环水泵，关闭循环水与凝汽器之间的阀门，从而调整循环水出口的温度由35〜40℃提高到63〜65℃,相应的排汽温度也提高。然后循环水13方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书吸收的热量不再经过冷却塔冷却降温，而是用热网水泵送到热用户采暖。详见附图1(采暖系统图)。从采暖热力系统图中可以看出，该机组原有的循环水系统全部保留，不做任何改动，只在循环水入口管和出口管增加部分管线，以使循环水系统与热网系统相连。所装的阀门均为D941H-10,DN500电动阀门，相应的连接管为①529X7。循环水经凝汽器加热后进入供热母管①820*8,进入水泵升压。经热网循环水泵升压后的热水直接送入用户。在热网回水管和热网入泵母管之间安装启动冲洗阀，其管径为①820X8,当厂外热网系统管路系统进行冲洗运行时，热网回水不经过凝汽器，而是经过启动冲洗阀进入热网水泵。其作用一：一是在试运行过程，防止热网中杂质堵塞凝汽器铜管；二是试运行过程中，该机组可按凝汽式发电，这样，该机组从循环水供热运行方式转换到正常凝汽运行方式，只要切换阀门，启动循环水泵就行了，不必停机反之亦然，既灵活又方便。为防止热用户暖气片和凝汽器铜管结垢，影响传热效果，热网补充水应采用经化学处理过的软化水。水力计算水力计算依据(1)一次管网设计供回水温度65/52℃(2)热负荷：现状77.5MW(其中蔬菜大棚60MW,居住采暖17.5MW)(3)管网设计供回水流量按下式计算G1=3.6[Q1/C(t1-th1)]X103t/h式中G]——次管网设计供回水流量t/hC一水的比热4.186KJ/kg.℃晨一一次管网设计供水温度65℃%——次管网设计回水温度52℃14方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书Q1——供热设计热负荷MWGi=5127t/h（其中蔬菜大棚循环水量为 3970t/h,居住建筑循环水量为1157用水t/h）为了保证热网正常供水，考虑凝汽器的阻力为 0.02Mpa，凝汽器循环水管出口顶标高5m，热网循环水泵入口压力损失0.024Mpa因袭热网回水压力必须保证在0.12〜0.14Mpa。机组改造经对热源分析，每台机组可提供循环水量为 1186t/h,满足蔬菜大棚采暖要求至少需要该造 3台机组，郭道镇供热时四台全部改造。15方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书第六章投资估算本项目总投资包括供热循环水泵房、厂区办公楼采暖管网、蔬菜大棚采暖系统管网与设备，不包括循环水泵房至郭道镇的管网部分。工程量估算工艺部分工程量循环水泵房循环水泵房尺寸为9mX18mo循环水泵房主要设备表 表5-1序号设备名称规格与型号单位数量备注1除污器PN1.0DN800台12循环水泵G=2715m3/hH=46mN=450KW台33补水泵G=20m3/hH=30mN=7.5KW台24软化水设备连续出水30t/h台25补水箱水箱50m3台1蔬菜大棚末端采暖设备每个蔬菜大棚30个风机盘管，300个蔬菜大棚，共计9000个。管网工程量主要管材由直埋式预置保温管。管材：用螺旋缝埋弧焊钢管，材质为Q235。保温层：聚氨酯硬质泡沫塑料，容量为60〜80kg/m3。保护层：高密度聚乙烯套管。管道质量应符合《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预置直埋保温管》CJJ/T114-2000。保温管网主要材料详见表5-2.供热管网主要材料表 表5-2序号型号与规格单位数量备注1DN800米14016

方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书2DN700米12003DN500米11104DN450米3605DN400米10806DN350米7507DN300米7208DN250米7209DN200米36010DN80米880说明：（以上材料为估算，具体尺寸现场测量后下一步准确计算）投资估算设备及其安装费设备及其安装费 表5-3序号设备名称规格与型号单价（元/台）数量小计（万元）1除污器PN1,0DN8002.512.52循环水泵G=2715m3/h，H=46mN=450KW（带变频）39.53118.53补水泵G=20m3/h,H=30m,N=7.5KW0.621.24软化水设备连续出水30t/h18.6237.25补水箱水箱50m33.213.26风机盘管LA-85（制热量3KW）2809000252合计供热循环水泵房共二投资414.6万元建筑工程费1、管网工程建筑安装工程费：建筑安装工程费 表5-4项目管径单位数量单价（元/m）小计（万元）17

方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书1DN800米70572.44.02DN700米600505.630.33DN500米555384.921.44DN450米180355.36.45DN400米540328.417.76DN350米375302.511.37DN300米360263.19.58DN250米360235.58.59DN200米180215.33.910DN80米440171.17.6合计建筑安装工程费共计120.6万元2、一次管网全长3220m。管网安装工程费 表5-5项目管径单位数量单价（元/m）小计（万元）1DN800米70636644.62DN700米6004638278.33DN500米5553356186.34DN450米180275985.65DN400米5402348129.86DN350米3752240847DN300米360187067.38DN250米3601500549DN200米180210037.810DN80米44046720.5合计建筑安装工程费共计988.2万元3、循环水泵房建筑面积162m2,按1000元/m2估算，合计16.2万元。工程建设其它费用18方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书基本预备费30万元，铺底流动资金15万元，其它费用43.8万元。投资估算结果总投资1628.4万元，其中：管网、循环水泵房站建设工程费1539.6万元，基本预备费30万元，铺底流动资金15万元，工程建设其它费用43.8万元。19方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书第七章节能分析1）年耗热量为64.49X104GJ,节约标煤量为循环水供热与区域锅炉房集中供热相比。每GJ热量消耗的标煤：m=34」2-43.52kg/GJ（「为锅炉效率取0.8,p叩*q giglgd丑d为管道效率取0.98；34.12为34.12kg标煤的热量为1GJ）采用锅炉房供热年耗标煤量为：43.52X64.96X10-3=2.83万t标煤/a。2）年减少的发电量为293.6X104Kw.h,发电标煤耗为340g/Kw.h,发电厂增加的煤耗为：293.6X104Kw.hX340/Kw.h=998.24t/a。3）每年节约的标煤量为：2.83X104-998.24=2.73t标煤/a第八章结论与建议结论）XX热电厂循环水供热改造工程改造4X6MW机组中的3台，可以满足近期蔬菜大棚与厂区5万m2的采暖要求，远期郭道镇规划建设完成后改造另外1台6MW机组可以满足供热要求。）改造4X6MW机组中的3台满足近期供热需求，总投资1628.4万元，节约标煤2.73t标煤/a。建议1）循环水供热为低温水供热，郭道镇规划建设时，采暖应采用地暖敷设方式。2）落实管网走向，实际测量蔬菜大棚与循环水泵之间距离以及大棚尺寸。3）蔬菜大棚在冬季采暖应采取保温措施，以节约能源。20方案说明书XX循环水供热改造工程方案说明书目录TOC\o"1-5"\h\z第一章概述 1项目概况 2\o"CurrentDocument"编制依据 3\o"CurrentDocument"编制范围 3主要技术经济指标 3\o"CurrentDocument"结论 4第二章低真空循环水供热简介 5\o"CurrentDocument"低真空运行对功率的影响 5\o"CurrentDocument"低真空运行对轴向推力的影响 6\o"CurrentDocument"低真空运行对汽缸膨胀的影响 6\o"CurrentDocument"低真空运行对凝汽器的影响 6\o"CurrentDocument"低真空运行的切换 7HYP