第43屆三等獎(jiǎng)?wù)撐?--煤矸石發(fā)電公司向調(diào)兵山、法庫(kù)地區(qū)集中供熱的實(shí)踐及應(yīng)用
煤矸石發(fā)電公司向調(diào)兵山、法庫(kù)地區(qū)
集中供熱的實(shí)踐及應(yīng)用
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煤矸石發(fā)電公司???張艷慶
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摘 ?要 ?調(diào)兵山發(fā)電公司根據(jù)區(qū)域供暖面積增加，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，一級(jí)網(wǎng)回水由循環(huán)水泵加壓后，由電蓄熱以及背壓機(jī)組汽水換熱系統(tǒng)換熱后，回到熱網(wǎng)首站后由汽水熱網(wǎng)加熱器繼續(xù)加熱到要求的供水溫度，送入一級(jí)網(wǎng)供水管道供熱，實(shí)現(xiàn)向法庫(kù)縣城供暖面積達(dá)到500萬m2，調(diào)兵山城區(qū)170萬m2。
關(guān)鍵詞 ?調(diào)兵山城區(qū) ??法庫(kù)縣城 ??集中供熱???實(shí)踐及應(yīng)用
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1前言
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遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司（一期）是由大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司、鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司共同投資建設(shè)，總投資30.17億元，地址在調(diào)兵山工業(yè)園區(qū)，占地面積1071畝，規(guī)劃建筑面積12萬m2。項(xiàng)目總裝機(jī)容量為2?300MW，為2臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，配2臺(tái)300MW汽輪機(jī)組。2014年2臺(tái)300MW凝汽機(jī)組改造為抽凝機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組額定抽汽量250t/h，供熱能力180MW，總供熱能力360MW。
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2 ?法庫(kù)縣城供熱現(xiàn)狀概況
2.1 法庫(kù)縣城
????老城區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱工程累計(jì)投資近5億元，裝備改造供熱設(shè)備9臺(tái)，鋪設(shè)維修供熱管網(wǎng)25條50km，建成換熱站29座，實(shí)現(xiàn)了城區(qū)360萬m2穩(wěn)定高效集中供熱。
法庫(kù)縣城原由中小型鍋爐房供熱，現(xiàn)已全部改造為熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱。
2.2 ?調(diào)兵山城區(qū)
2.2.1調(diào)兵山城市供熱概況
????調(diào)兵山市城市供熱主要由原調(diào)兵山市東泰供熱公司和熱力供暖公司兩個(gè)部分完成，其中供熱面積405萬m2，東泰熱力公司供熱面積118萬m2，另外還有分散小鍋爐供熱19.9萬m2。供熱熱源為鐵煤集團(tuán)熱電廠，而東泰熱力公司供熱熱源為東泰熱源廠。
?自1997年熱電廠建設(shè)投產(chǎn)以來，調(diào)兵山城區(qū)的集中供熱發(fā)展比較好，先后拆除了調(diào)兵山城區(qū)小鍋爐房，改善了大氣環(huán)境，提高了供熱質(zhì)量。
2.2.2東泰熱力公司供熱概況
東泰熱力公司位于調(diào)兵山市城南開發(fā)區(qū)，設(shè)計(jì)安裝29MW熱水鍋爐6臺(tái)，現(xiàn)安裝4臺(tái)，鋪設(shè)一次供熱管網(wǎng)14 km，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷面積500萬m2，換熱站7座，2013年底實(shí)際供熱面積 118萬m2，主要負(fù)責(zé)市政居民小區(qū)及部分機(jī)關(guān)事業(yè)單位供熱工作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，東泰熱網(wǎng)供熱區(qū)域供熱面積要大于118萬m2，估計(jì)在網(wǎng)供熱面積應(yīng)在150萬m2。
????東泰熱源廠是2008年左右建設(shè)的一座集中供熱熱源廠，現(xiàn)安裝2臺(tái)29MW高溫?zé)崴仩t，主要為調(diào)兵山城南開發(fā)區(qū)居民住宅和部分機(jī)關(guān)企事業(yè)單位供熱。現(xiàn)狀東泰供熱面積詳見表1。
表1 ?東泰供熱面積統(tǒng)計(jì)表
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序號(hào) |
名稱 |
面積 （萬m2） |
換熱站 名稱 |
備注 |
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1 |
觀山郡 |
17 |
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2 |
藍(lán)灣公園一、二期 |
20 |
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3 |
康泰工行、中郵中行 |
4 |
九車間 |
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4 |
供電局 |
10 |
三車間 |
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5 |
環(huán)山小區(qū) |
16 |
八車間 |
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6 |
吉源小區(qū) |
18 |
一車間 |
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7 |
兩千平 |
11 |
兩千平換熱站 |
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8 |
苗圃小區(qū) |
22 |
二車間 |
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總計(jì) |
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118 |
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2.2.3 熱電廠供熱概況
????熱電廠建設(shè)規(guī)模為裝機(jī)50MW（2?25?MW），兩臺(tái)單抽冷凝式供熱機(jī)組，配四臺(tái)130t高壓煤粉爐，熱網(wǎng)管線30余公里，供熱管網(wǎng)分南線、北線，擁有換熱站25座，供熱總面積405萬m2，其中南線供熱面積241.3萬m2，北線供熱面積163.7萬m2。熱電廠現(xiàn)基本上處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，總供熱能力200MW。北線供暖區(qū)域詳見表2。
表2 調(diào)兵山熱電廠北線供熱面積統(tǒng)計(jì)表
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序號(hào) |
名稱 |
面積 （萬m2） |
換熱站 名稱 |
備注 |
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1 |
施荒地 |
21 |
10號(hào)站 |
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2 |
總機(jī)廠 |
11 |
11號(hào)站 |
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3 |
鐵道東小區(qū)（新增） |
30 |
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? |
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4 |
金都名苑 |
11 |
22號(hào)站 |
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5 |
南嶺小區(qū) |
16 |
16號(hào)站 |
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6 |
河畔新城及技師學(xué)院 |
10 |
18號(hào)站 |
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7 |
紅房北住宅 |
7.3 |
12號(hào)站 |
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8 |
祥和及安居家園 |
16.1 |
13號(hào)站 |
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9 |
金山新城及晨光小區(qū) |
19 |
20號(hào)站 |
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10 |
濱湖家園 |
3.6 |
21號(hào)站 |
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11 |
宇泰新湖佳苑(預(yù)計(jì)新增) |
18 |
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合計(jì) |
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2.3 熱源
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2.3.1 遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司
2014年凝汽機(jī)組經(jīng)過改造為抽凝機(jī)組，打孔抽汽用于集中供熱，每臺(tái)機(jī)組抽汽量250t/h，兩臺(tái)機(jī)組供熱能力360MW。在廠區(qū)內(nèi)建設(shè)了熱網(wǎng)首站，采用汽水換熱高溫水供熱，并與當(dāng)年實(shí)現(xiàn)了為法庫(kù)縣城供熱面積360萬m2。
2.3.2 熱電廠
熱電廠建設(shè)于1997年，一期工程2臺(tái)130t/h、2臺(tái)25MW抽凝供熱機(jī)組，供熱面積250萬m2；二期工程擴(kuò)建1臺(tái)130t/h鍋爐，三期工程擴(kuò)建1臺(tái)130t/h鍋爐、1臺(tái)25MW背壓供熱機(jī)組，現(xiàn)為調(diào)兵山城區(qū)供熱面積達(dá)到405萬m2。
2.3.3 ?東泰熱源廠
東泰熱源廠現(xiàn)安裝4臺(tái)29MW熱水鍋爐，總供熱能力116MW，現(xiàn)為調(diào)兵山城區(qū)供熱面積118萬m2。
東泰熱源廠建設(shè)于2005年，主要為調(diào)兵山城區(qū)南部區(qū)域供熱，是調(diào)兵山城區(qū)唯一一座燃煤集中供熱熱源，該熱源廠采用高溫水鏈條熱水鍋爐，熱效率較低，平均熱效率70%左右，水浴式除塵器除塵，除塵效率85%左右，沒有脫硫、脫硝設(shè)施，污染物排放濃度超標(biāo)。
2.4 ?熱網(wǎng)
2.4.1 法庫(kù)縣城熱網(wǎng)
煤矸石發(fā)電公司供熱機(jī)組改造后，首先向法庫(kù)縣城供熱，敷設(shè)了高溫水供熱管線，當(dāng)年向法庫(kù)縣城供熱面積360萬m2。
法庫(kù)縣城熱網(wǎng)敷設(shè)了11.25km輸送一級(jí)管網(wǎng)，5km輸配一級(jí)管網(wǎng)，34座熱力站及相應(yīng)配套工程。煤矸石發(fā)電公司提供小時(shí)最大供熱量360MW，供熱規(guī)模700萬m2，輸出管徑DN1000。
主要設(shè)計(jì)參數(shù)：一級(jí)網(wǎng)供回水溫度110℃/ 50℃，一級(jí)網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)水量5040t/n，設(shè)計(jì)工作壓力1.59MPa，回水壓力0.4MPa，補(bǔ)水壓力0.75 MPa，采用補(bǔ)水泵補(bǔ)水定壓方式。11.25公里輸送一級(jí)管網(wǎng)沿途最高海拔155m，煤矸石發(fā)電廠熱網(wǎng)首站海拔92m，高差63m。供熱系統(tǒng)最遠(yuǎn)輸送距離16.26km。
由于向法庫(kù)縣城供熱管線均由熱力公司投資建設(shè)，因此，煤矸石發(fā)電公司熱網(wǎng)首站出口售熱價(jià)33.2元/GJ。
2.4.2 調(diào)兵山城區(qū)熱網(wǎng)
調(diào)兵山城區(qū)現(xiàn)有兩大集中供熱熱網(wǎng)。
1）熱電廠熱網(wǎng)。該熱網(wǎng)建設(shè)于1997年，敷設(shè)三條主干線分別為調(diào)兵山城區(qū)北部區(qū)域供熱。最大管徑DN600，總供熱量200MW。
2）東泰熱網(wǎng)。東泰熱網(wǎng)建設(shè)于2005年，敷設(shè)一條主干線主要為城南開發(fā)區(qū)供熱。最大管徑DN600，總供熱量116MW，實(shí)際供熱量66MW。
2.4.3熱指標(biāo)
根據(jù)調(diào)兵山與法庫(kù)縣城的實(shí)際情況，結(jié)合國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，分別確定調(diào)兵山和法庫(kù)的綜合熱指標(biāo)。
1）調(diào)兵山城區(qū)建筑物的綜合熱指標(biāo)：55W/m2；
2）法庫(kù)縣城建筑物的綜合熱指標(biāo)：50 W/m2。
2.4.4 ?現(xiàn)狀熱負(fù)荷
1）法庫(kù)縣城。法庫(kù)縣城現(xiàn)供熱面積360萬m2，熱負(fù)荷180MW。
2）調(diào)兵山城區(qū)。調(diào)兵山城區(qū)現(xiàn)供熱面積523萬m2，其中熱電廠供熱面積405萬m2，東泰熱源供熱面積118萬m2。熱負(fù)荷287.65MW。
2.5供熱參數(shù)
2.5.1 ?原供熱參數(shù)
1）原遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司熱網(wǎng)首站及法庫(kù)縣城熱網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)為：供回水溫度110/50℃，供回水壓力1.59/0.4MPa，靜壓值0.75MPa，補(bǔ)水泵補(bǔ)水定壓方式。
2）原熱電廠熱網(wǎng)首站及調(diào)兵山城區(qū)熱網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)為：供回水溫度120/60℃，供回水壓力1.2/0.4MPa，熱網(wǎng)首站循環(huán)水泵旁通管定壓，補(bǔ)水泵補(bǔ)水定壓方式。
3.5.2 ?經(jīng)過蒸汽分級(jí)加熱 功-熱-電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能改造
在2016年煤矸石發(fā)電公司根據(jù)實(shí)際需要采用中壓缸排汽管抽汽的供熱方式，進(jìn)入供熱首站熱網(wǎng)加熱器的蒸汽存在大量的壓差能，為了充分利用該壓差能，可采用功熱汽輪機(jī)拖動(dòng)異步電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
改造工程的具體方案是增加兩臺(tái)6000kW功熱汽輪機(jī)，并拖動(dòng)兩臺(tái)6000kW異步發(fā)電裝置，同時(shí)配套兩臺(tái)汽水換熱器。
2.5.3 ?對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造
根據(jù)2018年供熱系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)熱網(wǎng)首站進(jìn)行優(yōu)化改造，達(dá)到實(shí)際需要的目的。供熱系統(tǒng)優(yōu)化改造方案：改造后的管道系統(tǒng)：一級(jí)網(wǎng)回水由循環(huán)水泵加壓后，由電蓄熱以及背壓機(jī)組汽水換熱系統(tǒng)換熱后，回到熱網(wǎng)首站后由汽水熱網(wǎng)加熱器繼續(xù)加熱到要求的供水溫度，送入一級(jí)網(wǎng)供水管道供熱。在熱網(wǎng)首站室外管道上抽出DN700管道分別進(jìn)入1甲、2甲加熱器水側(cè)入口管道器，利用大機(jī)組抽汽汽水換熱。將1丙、2丙加熱器疏水接至1乙、2乙疏水泵入口，保持原系統(tǒng)不變，保證加熱器正常疏水的靈活性。
改造后預(yù)期達(dá)到的效果：該系統(tǒng)改造實(shí)施后，解決電蓄熱系統(tǒng)、背壓機(jī)組換熱系統(tǒng)供熱能力有限，時(shí)常供水溫度偏低，供熱量不足，造成熱用戶供熱質(zhì)量較差，不能滿足熱用戶的供熱需求等問題，大大提高了供熱質(zhì)量及安全性。保證三臺(tái)加熱器同時(shí)運(yùn)行大大提供了供熱的可靠性和穩(wěn)定性。
2.5.4 ?雙向供暖后供熱參數(shù)
由于法庫(kù)縣城熱網(wǎng)供熱距離較遠(yuǎn)（約為16km），地勢(shì)高差較大（高達(dá)63m），而調(diào)兵山城區(qū)供熱距離較近（約為7km），地勢(shì)高差較為平坦，供熱標(biāo)準(zhǔn)要求較高（室內(nèi)溫度22℃以上），如果煤矸石發(fā)電公司實(shí)現(xiàn)同時(shí)為調(diào)兵山城區(qū)以及法庫(kù)縣城供熱，則供熱參數(shù)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以同時(shí)適應(yīng)調(diào)兵山城區(qū)熱網(wǎng)北線和法庫(kù)縣城熱網(wǎng)的要求。
鑒于法庫(kù)縣城供熱熱網(wǎng)以及供熱面積情況，經(jīng)過計(jì)算，調(diào)整后煤矸石發(fā)電公司供熱參數(shù)為：
供回水溫度：110/60℃
供回水壓力：1. 05/0.55MPa
靜壓值：0.75MPa
定壓方式：旁通管定壓，補(bǔ)水泵補(bǔ)水定壓方式
熱網(wǎng)首站供熱量：360MW
供熱面積：總供熱面積670萬m2，其中法庫(kù)縣城500萬m2，調(diào)兵山城區(qū)170萬m2。
2.5.5 現(xiàn)有采暖供熱系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
一環(huán)網(wǎng)由廠內(nèi)汽輪機(jī)以采暖抽汽（采暖抽汽參數(shù)為0.39MPa、245.6℃）經(jīng)設(shè)在發(fā)電廠內(nèi)的熱網(wǎng)首站，經(jīng)汽－水換熱器，將采暖熱網(wǎng)二環(huán)水加熱至110℃送出廠外二環(huán)網(wǎng)，二環(huán)網(wǎng)回水溫度為60℃； 供、回水均以發(fā)電廠圍墻外1m為界，二環(huán)高溫水通過首站循環(huán)水泵送至區(qū)域的熱力站，采暖供熱系統(tǒng)如附圖所示。
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附圖 ?采暖供熱系統(tǒng)
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3 ??熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方式
熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)采用質(zhì)量流量綜合調(diào)節(jié)方式。根據(jù)室外溫度的變化，供熱量的變化，調(diào)節(jié)抽汽量，然后調(diào)節(jié)循環(huán)水量和供回水溫度，以滿足熱負(fù)荷的需求。
4 結(jié) ?語
調(diào)兵山煤矸石電廠同時(shí)向調(diào)兵山城區(qū)、法庫(kù)縣城供暖保證了調(diào)兵山城區(qū)、法庫(kù)縣城發(fā)展建設(shè)的需要，減少了鍋爐房燃煤的污染，同時(shí)提高了煤矸石發(fā)電公司的熱效率以及經(jīng)濟(jì)效益。
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作者簡(jiǎn)介：張艷慶(1985—)，男，工程師。2009年畢業(yè)于河南理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任煤矸石發(fā)電公司設(shè)備部汽機(jī)高級(jí)點(diǎn)檢員。聯(lián)系電話：15898088020。
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