热力发电厂循环水供暖经济性的分析与研究

热力发电厂循环水供暖经济性的分析与研究
发表时间：2020-05-08T06:42:41.208Z 来源：《科技新时代》2020年2期作者：孟祥伟、房宜柏
[导读] 结合近10年来的运行工况和数据，对低温循环水供暖的经济性和优缺点进行详细阐述。

山东丰源通达电力有限公司山东省枣庄市 277300
摘要：近年来随着经济的发展，人们生活水平的日益提高。

冬季城市供暖已经成为我国北方城市的民生工程。

热力发电厂作为城市供暖的主体，承载着重要的社会责任。

电厂既要保证城市供暖的质量，又要满足企业发展的经济利益，提高热能的综合利用效率已经成为了企业的发展方向之一。

将凝汽器循环水带走排掉的废热有效利用的城市供暖工程，既能最大限度的减少能源的浪费又能有效的提高城市供暖质量，做到企业经济效益与民生工程相行不悖，二者兼得。

作为未来城市供暖的发展方向本文就发电厂低温循环水城市供暖的经济性做了分析和研究。

关键词：民生；城市供暖；废热利用；经济效益
1引言
我国幅员辽阔，全国近2/3的地域属于冬季寒冷的北方地区。

城市供暖已经成为北方城市关系民生的头等大事。

供暖任务基本是由城市内或附近的热力发电厂完成。

热力发电厂作为高耗能的能源型企业，其中循环水废热排放是电厂生产的两大热损失（另外一项为排烟热损失，分别称为冷源损失和热源损失）之一。

将该项浪费掉的热能有效利用到城市供暖系统，将极大的提高电厂热能的综合利用率，对发电厂具有革命性的重要意义。

下面以我厂采用低温循环水为枣庄市峄城区提供城市供暖为例，结合近10年来的运行工况和数据，对低温循环水供暖的经济性和优缺点进行详细阐述。

2“发电厂—城区”供暖管网系统
2.1低温供暖系统的组成
城市供暖管网系统由热源、供暖主管道、供暖支管道、居民住宅换热器、回水管道和计量表计等组成。

采用低温循环水供暖的发电厂作为供暖热源，其供暖系统包括：供暖循环泵、凝汽器供暖切换阀、供暖加热器、补水系统等。

以枣庄市峄城区通达电力有限公司为例，该厂供暖系统包括25MW汽轮机凝汽器3台，供暖汽动泵2台、电动泵一台，供暖换热器（汽动泵排汽凝汽器）一台，供暖补水泵3台，加热器凝结水回收泵2台。

可满足城区供暖100-300万㎡的供暖需求，目前接带峄城区供暖面积约160万㎡。

2.2运行维护及供暖资源的优化
因该地区供暖方式采用低温循环水直接入户式供暖方式，热力公司无二期换热设备。

供暖温度的调节均由电厂完成。

为满足供暖季节对水温曲线“低-高-低”的变化要求，电厂采用前期一台汽动泵+一台电动泵，中期采用两台汽动泵，后期气温回升后仍采用一台汽动泵+一台电动泵的运行方式。

同时通过调整供暖机组的工业抽汽量调节凝汽量以满足不同环境温度下对供暖循环水温度的要求。

以确保城市供暖质量。

3采用低温供暖系统经济性的分析
3.1循环水水供暖与凉水塔冷却热效率对比
高温高压蒸汽在汽轮机内做功发电，乏汽排入凝汽器凝结成水往复利用。

乏汽在汽轮机末级叶片做功排除后仍具有较高热值，该热量无法继续利用只能排入凝汽器，被换热器内的循环水冷却带走。

因而循环水被加热，需到凉水塔散热冷凉以便于循环使用。

然而被循环水带走的热量约占该蒸汽单位热值的60%-70%，也就是说蒸汽发电的过程中2/3的热量是排掉的。

如果用该部分热量去完成城市供暖，使排掉的热量充分的利用起来，造福民生、提高人们生活质量。

这样极大的提高了电厂热能的综合利用率，对发电厂具有革命性的重要意义。

所以采用冷却塔冷却的方式与采用低温供暖循环冷却的方式，其经济性是无可比拟的。

使发电厂的综合热效率由20%～30%提高到60%～70%。

我厂自采用低温循环水供暖系统为峄城区供暖近十年以来，逐步优化系统配置，合理调整热电负荷比等方式，最大限度的满足城市供暖的温度需求。

多年以来一直受到当地受暖居民的好评。

同时，枣庄市峄城区也是枣庄市内唯一供暖无政府补贴，且热力公司盈利向政府纳税的区县。

3.2供暖汽轮机凝汽器的运行工况
因为循环水供暖时因回水温度和供水温要求均高于冷却塔冷却时，所以汽轮机的凝汽器长期处于较低真空时运行。

这样汽轮机的汽耗必然增大，单机热效率有所降低。

然而损失的部分热量又参与了城市供暖，或者反过来讲是因为城市供暖的热量需求大，降低了汽轮机发电的热值占比。

虽然汽耗增大，发电成本有所增加，然而热量并未损失，而是以供热的形式直接产生了经济效益。

循环水供暖时的低真空运行方式使汽轮机末级排汽湿度增大，长期运行易造成末级叶片的腐蚀、松动、脱落，甚至叶片断裂。

因此，供暖机组应适度缩短大修时间，加强对设备的维护和保养。

3.3采用供暖汽动泵的优势
因我厂目前采用两台汽动泵作为供暖循环泵。

汽动泵由小型单级汽轮机拖动，采用数控调速控制面板实现对汽动泵转速的控制和调节。

因汽轮水泵的总体效率较低，且供汽管理结构复杂，目前国内电厂基本不再采用。

然而汽轮水泵作为供暖循环水泵，却有无可比拟的优势。

第一，水泵的转速调节简便、快捷，可实现对供水压力变化的控制，满足城市供暖不同时间段和供暖片区变化的需求。

第二，拖动汽轮机的排汽可回收至供暖加热器，二次加热循环水，提高蒸汽的热利用率。

第三，汽动泵运行转速较低，启动升速缓慢对泵体各部件和管道冲击小，减少了设备的维修成本，提高了设备的使用寿命。

4结语
综上所述，热力发电厂和城市供暖工程相结合，采用电厂低温循环水供暖
时具有革命意义的创新工程。

该项工程不仅是提高城镇居民生活水平的民生工程，也是热力发电厂在寻求节能减排，能源综合利用的创新型节能工程。

对热力发电厂提高能源使用效率，优化资源配置实现可持续发展具有革命性的意义。

随着我国经济的发展和城市化进程推进，发电厂循环水供暖将会得到长足的发展和推广，我们期待该工程未来更加广阔的前景。

参考文献：
[1]张泽文.浅谈循环水供暖在银川热电厂中的实践应用《科技与企业》.2013（22）
[2]山东丰源通达电力有限公司《供暖规程》.2015年1月
[3]鲁九国.电厂循环水供热系统研究.城市建设理论研究（电子版）.2015.5（28）
[4]杨超.发电厂热能动力系统优化与节能改造探讨.《科技创新与应用》.2018年第20期。