循环水供热方案调研报告(动力公司最终版)

循环水供热方案分析报告
西王动力有限公司
2015年6月
目录
一、概述：
1.1电厂循环水概况：
1.2韩店区域动力公司供热面积调查
1.3循环水供热现状
二、循环水供热的可行性：
2.1循环水带走的热量：
2.2循环水带走的热量折合供热抽汽的流量：
2.3循环水供热的可行性：
三、循环水供热的经济性分析：
3.1排汽温度、真空、焓值和汽化潜热的对应关系：3.2不同供热面积对应的循环水量和排汽量和抽汽量：3.3循环水泵轴功率：
3.4循环水供热的抽汽分析及与背压机利用效率分析：
四、循环水供热的投资框算：
4.1循环水供热区域的选择：
4.2顶峰电厂厂内改造部分及费用：
4.2.1汽轮机改造
4.2.2更换凝汽器水管及附件
4.2.3投资建设一台尖峰加热器和两台热网循环水泵
4.2.4管道投资
五、循环水供热带来的不利影响：
5.1对机组安全运行的影响：
5.2机组运行效率影响
六、循环水供热事例：
七、结论：
一、概述：
1.1电厂循环水概况：
顶峰电厂现有的装机规模为六炉五机即4*B25+1*C25。

其中现只有一台为抽凝集，其循环水量为5500t/h,工况运行下循环水出凝汽器温度为40℃，冬季一般维持在32℃。

1.2韩店区域动力公司供热面积调差
2008~2015年度采暖期工业负荷与对外供汽用汽总负荷最高为540t/h，冬季采暖用汽大约在40t/h，最近对韩店周边用户调查，韩店镇范围内动力公司已供热面积现在大约为65万m2，基本与热力表查询结果一致。

1.3循环水供热现状
顶峰热电厂现运行机组只有一台25MW机组为抽凝机，循环水量为5500t/h，工况运行下电厂设计排汽温度为40℃，所以电厂循环水直接利用或者将其作为一次热交换质是不能用的。

现在社会上有几种方式进行利用：
（1）利用地源热泵取热交换使用，此方法耗电能较高，且循环水为低品质热源利用效率很低，一般都不采用此方法，故在此也不做介绍；
（2）对汽轮机进行改造，将抽凝机背压运行
此法降低汽轮发电机真空度增加抽汽能力，提高循环水温度，人为加热循环水达到可利用的50℃—75℃来利用。

在供汽能力不足的电厂此法能起到整体将能耗的作用，但运行经济性仍低于背压机运行工况。

二、循环水供热的可行性：
2.1循环水带走的热量：
在火力发电厂各项损失中，最大的损失就是汽轮机的排汽损失。

正常运行中，由于这一部分热量品质比较低，不容易被利用，都被循环水带到凉水塔白白的损失掉了。

顶峰热电厂#2机组设计纯凝工况下的排汽损失：
2.2循环水带走的热量折合供热抽汽的流量：
2.3循环水供热的可行性：
一般来说，居民采暖供水温度在75度左右，回水温度在55—57度。

只有抽凝机的小火电冬季，可以降低机组的真空，提高循环水的出口温度到75℃左右，利用热网循环泵将循环水直接作为居民采暖用热，这样就可以有效利用汽轮机的排汽损失，大大提高电厂的循环热效率，节能效果显著。

循环水供热在很多电厂都有成功应用的实例。

三、循环水供热的经济性分析：
3.1排汽温度、真空、焓值和汽化潜热的对应关系：
注：冬季正常排汽温度为35度，循环水供热排气温度80度，循环水出口75度，考虑了5度的端差。

3.2不同供热面积对应的循环水量和排汽量和抽汽量：
注： C25机组我们选择供163万平方米，排汽量在139.54t/h运行；
3.3循环水泵轴功率：
选择流量6000t/h，扬程80米的热网循环水泵，轴功率
=6000*80*1/367=1308KW；
3.4循环水供热的抽汽分析及与背压机利用效率分析：
一台C25机组采用循环水供热后的经济性。

根据上面表格数据，163万平方米需要的抽汽负荷大约139.54t/h；正常排汽35度时，抽汽量89.15t/h，电负荷30MW时汽轮机抽气量需增加50t/h，远低于蒸汽供热96t/h，约节省
用汽46t/h。

从上分析可见，（1）循环水供热的抽凝机效率肯定比只发电提高，焓值利用为交换利用，有损耗；（2）背压机排汽加热水供暖焓值为全利用；所以背压机热效率比循环水降真空利用的抽凝机高。

故在节能方面循环水供热的抽汽效率比纯抽凝机组效率提高，但前提是在增加汽轮机抽汽量基础上，如果不计算供热成本，发电机发电煤耗上升较大。

四、循环水供热方案的投资概算：
4.1循环水供热区域的选择：
顶峰电厂#2机循环水量为5500t/h，供热面积达到160万平，才能平衡该循环水量，如果面积较小循环水利用率将会降低，直接造成浪费。

韩店镇五公里内，民用负荷的分布情况和管网的输送能力，我们选择电厂附近区域、政府湿地公园附近小区（待开发区）和二园西王新村区域三个区域对比分析。

三个区域的负荷情况见下表：
4.2顶峰电厂厂内改造部分及费用：
4.2.1汽轮机最末一级叶片需要进行改造，增加抽汽能力，改造费用预计100—170万。

4.2.2将凝汽器由两道双流程改为单道四流程，因循环水供热后凝汽器承压变大，如果使用时间长，将需要更换凝汽器水管及附件，大约投资在200万元左右。

4.2.3投资建设一台尖峰加热器和两台热网循环水泵，较冷天气或者机
组故障检修等条件下保证供汽所需。

尖峰加热器、两台循环水泵，及其附属设备厂房；框算投资750万元；
4.2.4管道投资：
五、循环水供热带来的不利影响：
5.1对机组安全运行的影响：
5.1.1采用循环水供热后，由于真空降低、排汽缸温度升高，造成轴向推力增大，需要严密注意机组振动、轴向位移等参数；
5.1.2凝汽器需要由双流程改为四流程，以提高换热能力，降低凝汽器端差；
5.1.3防止回水水锤，应将凝汽器管板厚度增加到安全范围；
5.2机组运行效率影响
当循环水供热面积达不到设计供热面积时，必须调整机组电负荷，以适应外网热负荷的变化，机组运行效率将大大降低。

六、循环水供热事例：
七、结论：
1、电厂工况运行下，循环水温度40℃，为低品质热能，不能直接利用。

2、经过对电厂汽轮机、凝汽器、循环水泵等改造后，将抽凝机背压化
降低发电机真空度进行热交换，将循环水温度提高75℃，可以直接对外供暖，或加热至50℃，再通过蒸汽加热后对外供热（齐星集团现在正在改造的就是循环水加热至50℃再通过蒸汽加热后对外供热）。

3、顶峰热电厂工况下循环水量为5500t/h,供暖单位面积耗能按55W标准折算，供热损耗在10℃时，这些循环水量平衡供热面积为163万平方米，现韩店周围西王可供面积为65万平方米左右，水量大约需要2190t/h,改造后循环水水量不能合理利用，若减少循环水量电厂#2机组发电出力将相应降低60%左右。

若满负荷发电，循环水剩余部分热量将严重浪费，且冷却剩余水量将消耗大量能量。

4、电厂内改造费用投资较大，大约为1100万，管道投资也较大，5500立方水量分三路出去，大约投资在3000万元左右。

合计投资在4000万左右。

总结论：
根据顶峰电厂循环水量，在供暖面积小于160万平，且蒸汽供应不紧张的情况下，不建议采用循环水供暖，因采用循环水供热的最终目的也是抽凝集背压化运行，在供热面积不足情况下，机组运行效率将降低，投资较大，改造后造成轴向推力增大，给汽轮机安全运行造成一定影响。

现动力公司正跟集团技术、特钢技术中心研究高炉冲渣水余热供暖。

西王动力有限公司
2015年6月。