第43屆三等獎論文---煤矸石發(fā)電公司向調兵山、法庫地區(qū)集中供熱的實踐及應用
煤矸石發(fā)電公司向調兵山、法庫地區(qū)
集中供熱的實踐及應用
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煤矸石發(fā)電公司???張艷慶
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摘 ?要 ?調兵山發(fā)電公司根據(jù)區(qū)域供暖面積增加，對系統(tǒng)進行改造，一級網(wǎng)回水由循環(huán)水泵加壓后，由電蓄熱以及背壓機組汽水換熱系統(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，送入一級網(wǎng)供水管道供熱，實現(xiàn)向法庫縣城供暖面積達到500萬m2，調兵山城區(qū)170萬m2。
關鍵詞 ?調兵山城區(qū) ??法庫縣城 ??集中供熱???實踐及應用
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1前言
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遼寧調兵山煤矸石發(fā)電有限責任公司（一期）是由大唐國際發(fā)電股份有限公司、鐵法煤業(yè)（集團）有限責任公司共同投資建設，總投資30.17億元，地址在調兵山工業(yè)園區(qū)，占地面積1071畝，規(guī)劃建筑面積12萬m2。項目總裝機容量為2?300MW，為2臺循環(huán)流化床鍋爐，配2臺300MW汽輪機組。2014年2臺300MW凝汽機組改造為抽凝機組，單臺機組額定抽汽量250t/h，供熱能力180MW，總供熱能力360MW。
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2 ?法庫縣城供熱現(xiàn)狀概況
2.1 法庫縣城
????老城區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱工程累計投資近5億元，裝備改造供熱設備9臺，鋪設維修供熱管網(wǎng)25條50km，建成換熱站29座，實現(xiàn)了城區(qū)360萬m2穩(wěn)定高效集中供熱。
法庫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 ?調兵山城區(qū)
2.2.1調兵山城市供熱概況
????調兵山市城市供熱主要由原調兵山市東泰供熱公司和熱力供暖公司兩個部分完成，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年熱電廠建設投產(chǎn)以來，調兵山城區(qū)的集中供熱發(fā)展比較好，先后拆除了調兵山城區(qū)小鍋爐房，改善了大氣環(huán)境，提高了供熱質量。
2.2.2東泰熱力公司供熱概況
東泰熱力公司位于調兵山市城南開發(fā)區(qū)，設計安裝29MW熱水鍋爐6臺，現(xiàn)安裝4臺，鋪設一次供熱管網(wǎng)14 km，設計熱負荷面積500萬m2，換熱站7座，2013年底實際供熱面積 118萬m2，主要負責市政居民小區(qū)及部分機關事業(yè)單位供熱工作。根據(jù)現(xiàn)場情況，東泰熱網(wǎng)供熱區(qū)域供熱面積要大于118萬m2，估計在網(wǎng)供熱面積應在150萬m2。
????東泰熱源廠是2008年左右建設的一座集中供熱熱源廠，現(xiàn)安裝2臺29MW高溫熱水鍋爐，主要為調兵山城南開發(fā)區(qū)居民住宅和部分機關企事業(yè)單位供熱?，F(xiàn)狀東泰供熱面積詳見表1。
表1 ?東泰供熱面積統(tǒng)計表
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序號 |
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 |
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118 |
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2.2.3 熱電廠供熱概況
????熱電廠建設規(guī)模為裝機50MW（2?25?MW），兩臺單抽冷凝式供熱機組，配四臺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)基本上處于滿負荷運行狀態(tài)，總供熱能力200MW。北線供暖區(qū)域詳見表2。
表2 調兵山熱電廠北線供熱面積統(tǒng)計表
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序號 |
名稱 |
面積 （萬m2） |
換熱站 名稱 |
備注 |
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1 |
施荒地 |
21 |
10號站 |
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2 |
總機廠 |
11 |
11號站 |
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3 |
鐵道東小區(qū)（新增） |
30 |
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4 |
金都名苑 |
11 |
22號站 |
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5 |
南嶺小區(qū) |
16 |
16號站 |
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6 |
河畔新城及技師學院 |
10 |
18號站 |
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7 |
紅房北住宅 |
7.3 |
12號站 |
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8 |
祥和及安居家園 |
16.1 |
13號站 |
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9 |
金山新城及晨光小區(qū) |
19 |
20號站 |
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10 |
濱湖家園 |
3.6 |
21號站 |
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11 |
宇泰新湖佳苑(預計新增) |
18 |
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合計 |
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2.3 熱源
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2.3.1 遼寧調兵山煤矸石發(fā)電有限責任公司
2014年凝汽機組經(jīng)過改造為抽凝機組，打孔抽汽用于集中供熱，每臺機組抽汽量250t/h，兩臺機組供熱能力360MW。在廠區(qū)內建設了熱網(wǎng)首站，采用汽水換熱高溫水供熱，并與當年實現(xiàn)了為法庫縣城供熱面積360萬m2。
2.3.2 熱電廠
熱電廠建設于1997年，一期工程2臺130t/h、2臺25MW抽凝供熱機組，供熱面積250萬m2；二期工程擴建1臺130t/h鍋爐，三期工程擴建1臺130t/h鍋爐、1臺25MW背壓供熱機組，現(xiàn)為調兵山城區(qū)供熱面積達到405萬m2。
2.3.3 ?東泰熱源廠
東泰熱源廠現(xiàn)安裝4臺29MW熱水鍋爐，總供熱能力116MW，現(xiàn)為調兵山城區(qū)供熱面積118萬m2。
東泰熱源廠建設于2005年，主要為調兵山城區(qū)南部區(qū)域供熱，是調兵山城區(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、脫硝設施，污染物排放濃度超標。
2.4 ?熱網(wǎng)
2.4.1 法庫縣城熱網(wǎng)
煤矸石發(fā)電公司供熱機組改造后，首先向法庫縣城供熱，敷設了高溫水供熱管線，當年向法庫縣城供熱面積360萬m2。
法庫縣城熱網(wǎng)敷設了11.25km輸送一級管網(wǎng)，5km輸配一級管網(wǎng)，34座熱力站及相應配套工程。煤矸石發(fā)電公司提供小時最大供熱量360MW，供熱規(guī)模700萬m2，輸出管徑DN1000。
主要設計參數(shù)：一級網(wǎng)供回水溫度110℃/ 50℃，一級網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)水量5040t/n，設計工作壓力1.59MPa，回水壓力0.4MPa，補水壓力0.75 MPa，采用補水泵補水定壓方式。11.25公里輸送一級管網(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)最遠輸送距離16.26km。
由于向法庫縣城供熱管線均由熱力公司投資建設，因此，煤矸石發(fā)電公司熱網(wǎng)首站出口售熱價33.2元/GJ。
2.4.2 調兵山城區(qū)熱網(wǎng)
調兵山城區(qū)現(xiàn)有兩大集中供熱熱網(wǎng)。
1）熱電廠熱網(wǎng)。該熱網(wǎng)建設于1997年，敷設三條主干線分別為調兵山城區(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)建設于2005年，敷設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，實際供熱量66MW。
2.4.3熱指標
根據(jù)調兵山與法庫縣城的實際情況，結合國家設計規(guī)范的要求，分別確定調兵山和法庫的綜合熱指標。
1）調兵山城區(qū)建筑物的綜合熱指標：55W/m2；
2）法庫縣城建筑物的綜合熱指標：50 W/m2。
2.4.4 ?現(xiàn)狀熱負荷
1）法庫縣城。法庫縣城現(xiàn)供熱面積360萬m2，熱負荷180MW。
2）調兵山城區(qū)。調兵山城區(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。熱負荷287.65MW。
2.5供熱參數(shù)
2.5.1 ?原供熱參數(shù)
1）原遼寧調兵山煤矸石發(fā)電有限責任公司熱網(wǎng)首站及法庫縣城熱網(wǎng)設計參數(shù)為：供回水溫度110/50℃，供回水壓力1.59/0.4MPa，靜壓值0.75MPa，補水泵補水定壓方式。
2）原熱電廠熱網(wǎng)首站及調兵山城區(qū)熱網(wǎng)設計參數(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，補水泵補水定壓方式。
3.5.2 ?經(jīng)過蒸汽分級加熱 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)實際需要采用中壓缸排汽管抽汽的供熱方式，進入供熱首站熱網(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，可采用功熱汽輪機拖動異步電機進行發(fā)電。
改造工程的具體方案是增加兩臺6000kW功熱汽輪機，并拖動兩臺6000kW異步發(fā)電裝置，同時配套兩臺汽水換熱器。
2.5.3 ?對供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化改造
根據(jù)2018年供熱系統(tǒng)實際運行情況，對熱網(wǎng)首站進行優(yōu)化改造，達到實際需要的目的。供熱系統(tǒng)優(yōu)化改造方案：改造后的管道系統(tǒng)：一級網(wǎng)回水由循環(huán)水泵加壓后，由電蓄熱以及背壓機組汽水換熱系統(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管道分別進入1甲、2甲加熱器水側入口管道器，利用大機組抽汽汽水換熱。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。
改造后預期達到的效果：該系統(tǒng)改造實施后，解決電蓄熱系統(tǒng)、背壓機組換熱系統(tǒng)供熱能力有限，時常供水溫度偏低，供熱量不足，造成熱用戶供熱質量較差，不能滿足熱用戶的供熱需求等問題，大大提高了供熱質量及安全性。保證三臺加熱器同時運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)
由于法庫縣城熱網(wǎng)供熱距離較遠（約為16km），地勢高差較大（高達63m），而調兵山城區(qū)供熱距離較近（約為7km），地勢高差較為平坦，供熱標準要求較高（室內溫度22℃以上），如果煤矸石發(fā)電公司實現(xiàn)同時為調兵山城區(qū)以及法庫縣城供熱，則供熱參數(shù)需要進行相應的調整，以同時適應調兵山城區(qū)熱網(wǎng)北線和法庫縣城熱網(wǎng)的要求。
鑒于法庫縣城供熱熱網(wǎng)以及供熱面積情況，經(jīng)過計算，調整后煤矸石發(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，補水泵補水定壓方式
熱網(wǎng)首站供熱量：360MW
供熱面積：總供熱面積670萬m2，其中法庫縣城500萬m2，調兵山城區(qū)170萬m2。
2.5.5 現(xiàn)有采暖供熱系統(tǒng)簡圖
一環(huán)網(wǎng)由廠內汽輪機以采暖抽汽（采暖抽汽參數(shù)為0.39MPa、245.6℃）經(jīng)設在發(fā)電廠內的熱網(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)運行調節(jié)方式
熱網(wǎng)運行調節(jié)采用質量流量綜合調節(jié)方式。根據(jù)室外溫度的變化，供熱量的變化，調節(jié)抽汽量，然后調節(jié)循環(huán)水量和供回水溫度，以滿足熱負荷的需求。
4 結 ?語
調兵山煤矸石電廠同時向調兵山城區(qū)、法庫縣城供暖保證了調兵山城區(qū)、法庫縣城發(fā)展建設的需要，減少了鍋爐房燃煤的污染，同時提高了煤矸石發(fā)電公司的熱效率以及經(jīng)濟效益。
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作者簡介：張艷慶(1985—)，男，工程師。2009年畢業(yè)于河南理工大學電氣工程及其自動化專業(yè)，現(xiàn)任煤矸石發(fā)電公司設備部汽機高級點檢員。聯(lián)系電話：15898088020。
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