热电联产机组厂区供暖方案优化王晓波

王晓波

摘要：在调整了国家能源政策之后，大力发展集中供热、热电联产，实现能源的节约以及促进环境保护成为了社会各界重点关注的问题。如今，将供热作为主要任务的电力建设工作全面落实开来，然而，不节能的生产方式以及能源的不合理利用现象却普遍存在。随着政府节能减排工作的不断推进，发电企业积极响应国家的号召，节能不仅成为了社会的主要责任，而且也是增加经济效益的主要方法。鉴于此，本文就热电联产机组厂区供暖方案优化展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：热电联产机组；供暖系统；设计方案

1.常规厂区采暖系统配置

厂区的采暖系统可以给电厂厂区中的各种生产建筑、厂房、附属建筑物提供采暖热源，如今热水、蒸汽以及电能成为了火力发电厂常用的采暖热媒，当使用蒸汽开展采暖工作的时候，通常情况下蒸汽的参数为0.4MPa，143℃；如果使用热水采暖的时候，则热水的参数为110/70℃、130/70℃或95/70℃，然而电厂中的热控、电气以及通信等不宜使用热水或者蒸汽采暖的建筑物，通常需要使用用电采暖的方法，设备可以使用分体式热泵空调器或者是电暖器。目前，热水采暖系统是厂区采暖系统中最为广泛使用的一种方法，新建厂区中发电工程厂区采暖系统的热媒通常情况下使用的是110/70℃的高温热水，这一参数是热水采暖系统中其他两种温度参数，不仅能够有效避免由于供水温度太高引起的厂区采暖系统压力过高现象，同时和95/70℃热水相比，又能够达到节省散热器以及采暖管道消耗，确保采暖系统安全稳定运行的效果，能够减低热能损失，节约水量。

2.常规厂区供暖系统设计方案

2.1设置独立汽水采暖加热站

通常情况下，将汽机的辅气联箱作为厂区采暖加热站蒸汽热源，使用减温器将其减少到饱和温度之后，进入到管壳式的换热器完成相变交换，和水进行热交换，在此过程中产生的热水会进入到厂区的采暖系统中完成采暖工作，在确保凝结水检验合格之后，可以将其回收到机务系统中，如果不合格，就需要将其排到补充水箱中，给厂区的热网系统进行补水。由于凝结水、蒸汽以及热水系统之间是间接热交换的方法，因此，极大减少了管道和采暖散热器中杂质以及铁离子进入到凝结器中的可能性，能够达到增强凝结水合格率的效果。在厂区采暖系统的70℃回水回入厂区采暖加热站集水器的时候，用手摇刷过滤器能够将油污过滤掉，并且经循环水泵将其打入换热器中，等到温度加热到110℃后，再进入到分水器中，将其分配到厂区采暖热网以及主厂房采暖系统中。系统补水定压器能够对补充水泵进行调压，并且也可以使用囊式膨胀水箱以及在循环泵入口设置定压点的方法。启动以及系统补水阶段，充水都来自于站内的补充水箱。

2.2设置厂区水水采暖加热站

就热电联产供热机组来说，因电厂中设置了城市供热所需的供热首站，厂区要想实现热水采暖换热，就可以使用供热首站一级网循环水完成间接交换，也就是将厂区中的换热站作为供热首站中的一个二级站，在此过程中需要设置水-水换热机组，而换热机组则由循环水泵、水-水板式换热器、补水定压装置、阀门、相应的管材一级除污器组成。在厂区中设置了厂区水采暖加热站，其优点是系统稳定、操作简单，但是，却占据着较大的土地面积，需要设置独立的控制系统，初次投资需要耗费大量的费用，并且需要设置独立的循环水泵，并且由专人开展运行管理工作。

3.厂区采暖系统优化方案及比较

以某电厂为例，本工程属于热电联产项目，在厂区中设置了供热首站，用来给城市供热，供回水设计压力是1.50/0.35MPa，供回水参数为130/70℃，其中，热网、热源以及热用户等组成了集中供热系统，可以将热网和热用户的连接方法分为间接以及直接连接的方法，通常情况下，大型的热电联产供热系统使用的是间接连接的方法，但是，在热网监控系统投入力度不断增加、供热技术发展以及供热水质不断提升的时代背景下，直接连接方式中的混水连接方法逐渐体现出了其经济性以及优势，使用混水连接的方法，其供热系统的供热效果比较好，而且系统的稳定性也比较高，尤其是能够适应不同的热用户。管网以及设备的造价相对较低，维护系统的费用也比较低，运行成本低，热损失小。通过总结以上特点进行分析，与集中供热系统中的热用户端使用混水连接方式相比较而言，电厂厂区的采暖直接从供热首站的循环水系统引接具有一定的优势，能够实现对资源的合理利用，并且不需要再进行混水用循环泵的配置。

3.1设计容量及布置

通过对以上工程案例进行分析可以发现，本工程中没有设置厂区采暖加热站，厂区采暖热源是由供热首站的一级网循环水系统借助混水换热的方法提供的，混水换热系统设计供回水温度为110/70℃，总供热能力为12000kW，并且在本期的供热首站中布置了混水换热装置。

3.2混水换热方案工艺流程

通过对供热首站的130℃供水进行减压处理之后，通过电动调节阀，使其进入到分水器中，并且在分集水中之间增加了混水管道，同时在混水管道上方设置了变频混水泵。在刚开始供暖的时候以及供暖末期，因一级管网的供水温度小于110℃，则不需要启动混水泵。在室外温度不断降低的过程中，一级管网的供水温度超过了110℃时，这时候需要启动混水泵。如此一来，每年混水泵运行的时间短，而且耗电量也比较低。应该根据厂区的采暖回水温度，对首站供水管路上的电动调节阀的开度进行调节，使其能够满足厂区的采暖需求。因本厂区的采暖热网位于供热首站离供热系统比较近的一段，为了能够不对供热首站系统中的其他用户带来影响，此次混水换热除了要使用调节阀进行节流之外，还应该设置自力式压差平衡阀，借助自身介质的压差，将剩余的压差自动消除，达到控制厂区采暖热网流量的目的，并且也能够有效解决热网水力失调的问题。

3.3混水换热方案优点及存在的问题

和单独设置厂区采暖加热站相比较而言，混水换热方案的使用优点如下：（1）能够降低换热器中安装费用以及初始投资费用；（2）混水换热是直接混合换热，其热损失小，热效率高，并且能够有效保障蒸汽凝结水回收率。（3）节省补水泵、补水箱以及管道和阀门等附件的投资；（4）将混水换热控制纳入到供热首站系统中，能够减少运行管理工作量，并且和独立的换热方案相比较来说，能够真正做到无人值守自动监控；（5）通常所使用的换热器，在运行一段时间之后，因结构就会大幅度降低换热效率，然而，混水换热就不会存在这一方面的问题，采暖系统具有较好的稳定性，而且供热系统的效果也比较好；（6）厂区的采暖热网使用除过氧的化学软化水，这种水质能够有效降低厂区中采暖热网的腐蚀，从而达到确保管网使用寿命的目的。

结语

总而言之，通过对本热电联产机组进行分析，该厂区使用的是供热首站一级网循环水系统混水换热的方法，和独立的汽水换热站的方法相比较而言，能够有效节省初期投资，并且节约年运行费用，由此可见，本工程使用的供热首站一级网循环系统混水换热的方法，其优势比较突出，并且能够做到无人值守自动监控，不需要对其进行维护，其经济效益以及节能效益明显。

参考文献

[1]刘晟.热电联产热电机组的选型研究[J].通讯世界，2018(04):172-173.

[2]张鹏，李春燕，周哲，王东.基于需求响应的采暖期热电联产系统风电消纳研究[J].重庆电力高等专科学校学报，2017，22(03):22-27+56.

[3].剑桥大学升级热电联产机组[J].煤气与热力，2017，37(05):3.