鸡东热电厂集中供热改造方案谈混水直供供热方式的运行特征及经济性

第一篇：鸡东热电厂集中供热改造方案谈混水直供供热方式的运行特征及经济性

混水直供在鸡东集中供热改造的应用

【摘 要】本文主要是对混水直供供热方式在供热老管网改造中的应用，阐述结合实际供热情况应采用不同的混水方案，混水直供供热方式工艺结构简洁、运行稳定经济、供热效果良好。

【关键词】混水连接自控装置投资和运行成本

一、供热现状

鸡东热电厂热源现有UG-75/5.3-M3循环流化床锅炉三台，CC12-4.90/0.981/0.173型汽轮机三台，正常情况下“三炉两机”运行。热网首站现有换热面积为378m2波节管换热器两台，KQSN600-M9/782循环水泵一台和350S-75A循环水泵三台，采暖初期时运行三台350S-75A循环水泵，而到深冬时运行一台KQSN600-M9/782循环水泵。考虑汽轮机凝汽器低真空运行最大供热能力可达190万㎡建筑面积。

鸡东镇城镇集中供热管网均为枝状管网，采用低温水直供，设计供、回水温度85/60℃，温差25℃。热网主干线由电厂换热站引出，沿振兴大街东西向敷设，除厂区内部及出厂部分局部架空敷设外，其他均采用直埋敷设，主干线长约

4.3公里，最大管径ф720㎜，最小管径ф159㎜，热网下设20个直供式热力分配站，两个直供热用户，向振兴大街两侧供热。到2008年底供热面积达到127万㎡，鸡东镇集中供热区域预计到2013年底供热面积将达到190万㎡。

由于鸡东县政府西移，近年来热负荷在管网西部增长较快，φ720至φ630主干线上只供1#热力站、2#热力站、化肥农药和复烤厂四个热用户，2007至2008年采暖期四个热用户供暖面积仅为15万㎡，因此热负荷主要集中在φ630以下管网上。管网的原有布局就不符合城镇的发展要求，主要就是西部管网的热负荷超过了管网所能提供热负荷标准，西部城区供热效果不好。

二、供热现状分析

以往供热情况，采用低温水直供，管网供、回水设计温差取20℃，设计循环水量可达3782.9T/H。热网首站循环水泵及一级管网均不能满足供热要求。

而根据我国《城市热力网设计规范》（CJJ34-2002）规定：一级网主干线比摩阻控制指标为30～70 Pa／m。如按φ720mm管径计算，该管网最大通水能力为3200T／H，比摩阻为70Pa／m。由此可推出，现有供热管网（一级网）也较

为合理通水能力为2800T／H。管网供、回水设计温差取30℃，设计循环水量为2522.1T/H，经由水力计算，一级网主干线均能满足要求，其他管段及热网首站循环水泵均能满足供热要求。

因此，要想减少管网的投资和改造，保证今后几年采暖期供热顺利进行，只有采用提高管网供、回水设计温差方法才能实现。

三、改造方案的确定

1．改造方案

根据鸡东县热网的实际情况及今后发展规模，可以采取以下3种改造方案。

1.1直供方案：即由电厂按现有设计供、回水温度75/55℃，设计温差20℃，按3kg/m2.h的循环水量直接向用户供热。

1.2间接连接方案：由电厂提供高温水，在各热力站设板式换热器，换出设计供、回水温度75/55℃的热水向用户供热。

1.3混水方案：一级网提高供、回水温差，在各热力站设混水泵，通过混水降温方式向用户供热。

若采用直供方案，随着系统的不断增容，管网的总循环流量也将不断增加，当达到热源最大供热能力的190万m2时，系统总循环流量将达到5719T/H，而现有的热网输送能力已达到饱和，并且热源的循环水泵的也将不满足要求，需增设水泵保证循环流量。此种情况下，原有的一级管网需全部改造，费用投入非常大，同时热源的电耗也增大。

若采用间接连接方案，新增负荷可靠提高一级管网的供、回水温差来解决，在保证一级管网的流量满足现有管网水力的前提下，在每个站内设置板式换热器，同时换热站内应设补水装置。此种改造方案需对现有的分配站进行重新整合，改造工作量大，同时还应考虑到现有的分配站的建筑面积是否满足使用要求。在资金比较困难和水源又比较紧张的前提下，这种方案难以实现。

在综合考虑投资、运行费用及系统的灵活性的基础上，建议采用混水方案，并且混水连接供热方式还有热能损失小，热效率高，利于将来系统低真空运行等优势。

2．混水方案可行性

常用混水方式有水泵旁通加压、水泵回水加压、水泵供水加压三种。

1.水泵旁通加压：混水泵设置在混水旁通管路上，利用水泵将二次网的一部分回水加压打入一次网供水中混合加热，形成二次网供水，二次网的另一部分回水作为一次网回水返回一次网回水总管；一次网供回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的高中压区。

2.水泵回水加压：混水泵设置在二次网回水总管上，利用水泵将二次网回水加压，一部分回水受混水旁通管路上的调节阀或者一次网回水管路上调节阀支配流入一次网供水混合加热，形成二次网供水，另一部分回水直接返回一次网回水总管；一次网供回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的高压区且地势低洼处。

3.水泵供水加压：混水泵设置在二次网供水总管上，一次网回水调节阀将二次网回水压力调节至满足二次网系统静压，当一次网供水压力高于二次网回水静压时，一次网供水侧电动调节阀在调节流量的同时一次网供水阀后压力与二次网回水静压相持平衡，利用水泵将二次网一部分回水及一次网供水同时吸入混合加热，形成二次网供水，另一部分二次网回水直接返回一次网回水总管；一次网供水（或混水旁通）与一次网回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的低压区。

结合鸡东县供热范围地势现状和供热管网水力计算，确定混水方式采用水泵旁通加压方式。混水连接热力站的流程图见下图。

为了对整个热网进行良好的控制调节，在每个热力站设有微机监控系统，即每个热力站都要安装三个压力传感器和三个温度传感器及两个电动调节阀。另外，为了准确了解整个管网的流量分配情况以及对管网进行系统参数辨别、故障诊断等，供、回水总管之间还需安装流量传感器。

设有微机监控系统的混水连接热力站，能够保证混水热力系统安全、节能、稳定运行，具体体现如下：

1.运行工况的检测。检测热网运行工况，并在中央调度室中实时显示各混水热力站的供、回水温度、压力及流量等运行参数，从而直接对整个热网进行统一的调度和管理。

2.故障及运行工况的分析。根据实际测量的参数及供、回水温度、压力及流量曲线，分析运行工况，统计各种有关参数，及时发现系统出现的各种异常现象，并由此分析判定系统可能出现的故障，迅速通知值班人员进行故障处理。

3.热网的控制与调整。整个热网集中控制，即以各个混水热力站供、回水平均温度均匀为控制目标，在中央控制机控制下，统一对各混水热力站进行调节，通过调节供、回水阀门的开度来调节管网的流量与混水温度，可解决管网失调与冷热不均的问题。

4.热力站无人值守。计算机控制系统可将热力站变为无人值守热力站，这样可减少人员的开支，增加经济效益。

5.减少改造费用。如采用换热站供热方式，投资约800万元左右，而采用混水供热方式，只需约300万元左右。

6.节约能源，减少运行费用。如采用换热站间接连接供热方式，站内年运行电费约400万元，而采用混水供热方式，只需约160万元左右。

为防止混水热力站停电时造成混水泵停止工作，可设置备用柴油发电机。当个别站房停电时，可启用备用柴油发电机。如整个混水站房都处于停电时，可使一级管网的水直接进入到用户，以维持用户的用热需要。

四、混水方案运行与调节

根据现有热源最大供热能力，考虑最大供热建筑面积190万㎡来确定，一级管网设计供、回水温度为95/55c0,设计供、回水温差40c0，二级网供、回水设计温差按20c0计算，二级网供、回水设计温度应为：75／55c0，设计混水比为

即:一级网设计循环水量为2859.5 T／H，各热力站设计抽j=(95-75)/(75-55)=1。

回水量总计为：2859.5×1＝2859.5T／H，二级网设计循环水量总计为：2859.5+2859.5＝5719T／H。

同时，可根据各个时期建筑增长规模，来确定各阶段的混水方案。具体见下表。

集中供热不同阶段混水连接设计参数

五、结 论

鸡东热电厂采用混水直供方式使其供热方式在建设初投资、运行费用、维护

费等均有优于传统的间接供热方式。鸡东混水直供系统至今已运行两个采暖季，供热系统稳定，供热效果良好。随着先进监控设备在供热系统中的应用，在一次网水温不高的情况下，采用混水直供供热方式，相对间接供热方式可减少换热器的散热损失，供热热效率更高等优势越来越明显，尤其在地方热电联产项目改造中是值得大力采用。

六、参考文献

[1]GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范.北京：中国计划出版社，2003

[2]GJJ34-2002，城市热力网设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2002

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1993

[4]贺平，孙刚.供热工程.北京：中国建筑工业出版社，2000

[5]张子慧.热工测量与自控.北京：中国建筑工业出版社，1996