热电厂循环冷却水供热
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热电厂循环冷却水供热探讨
摘要:本文介绍电厂利用循环冷却水增加供热能力的方案。详细阐述了方案的设计思路。认为循环冷却水供热是可行的,可以提高电厂热电联产的供热效率,达到节能减排的目的。
1 引言
当前,在节能减排、保护环境政策的要求下,各城市都在积极建设热电联产工程达到节能减排、保护环境的目的。同时,电厂也在不断通过技改,提高供热效率,增加对外供热量。
本文以工程实例,阐述电厂利用循环冷却水增加供热量的技术方案。望得到广大同仁指正。
2 工程项目概况
2.1 电厂概况
哈密二电厂位于新疆哈密市西北方向,直线距离约10kM。二电厂历史总装机容量344MW,分别为一期2×12MW汽机配75t/h锅炉,二期2×25MW汽机配130t/h锅炉和三期2×135MW汽机配420t/h锅炉。目前,电厂已拆除#1、#2、#4机组,仅保留3#机锅炉作为供热调峰热源。同时,#5、#6机组供热抽汽量350t/h。一期厂房已改建成市区供热首站。目前,二电厂是哈密市热电联产工程唯一的供热电厂。
前两个采暖季,市区供暖期最大抽汽量为260t/h左右。
2.2 项目建设背景
位于二电厂东北方向、市区北部的石油基地,在石油系统主副业
分离的改革要求下,决定将基地供热交由城市热电联产系统供热。石油基地供热负荷180MW(含发展预留热负荷)。
为同时向哈密市区和石油基地供热,二电厂采用通过技术改造提高供热效率,增加对外供热能力的方式解决,并新建石油基地供热首站。
3 工程方案
3.1 设计参数
⑴ 一次热网供回水温度
根据石油基地多年实际供热运行数据,本工程确定一次热网供回水温度:125/55℃;二次热网供回水温度:75/50℃。
⑵ 电厂循环冷却水参数
#5机组循环冷却水系统为单元制。单台机组循环水量约为8000t/h,供回水温度:28/35℃。
3.2 方案概述
本案利用电厂供热蒸汽作为驱动热源,循环冷却水作为低温热源,采用蒸汽吸收式热泵机组+热网加热器制取高温热水为石油基地供热。
改造前,#5机组汽轮机乏汽余热通过循环冷却水系统,送入湿冷塔冷却,余热散入大气。降温后循环冷却水再次进入汽轮机吸收乏汽余热,周而复始。改造后,利用蒸汽吸收式热泵机组,将循环冷却水中的乏汽余热提取对外供热,此部分循环冷却水不再进入湿冷塔冷却,直接进入汽轮机再次吸收乏汽余热,周而复始。
石油基地热网采用两级串联加热:第一级加热由蒸汽吸收式热泵机组加热,将回水温度从55℃提升到85℃;第二级加热采用热网加热器,将热水从85℃提升至125℃后,送出供热。
蒸汽吸收式热泵机组加热负荷约78MW,热网加热器加热负荷约102MW,共计180MW。
3.3 热力系统
⑴ 蒸汽吸收式热泵机组
设计热网供回水温度125℃/55℃,循环水量2212t/h。设置3台蒸汽吸收式热泵机组,同时运行。每台按总负荷的40%选型。
机组参数:制热量30MW,驱动蒸汽0.6MPa饱和蒸汽,蒸汽耗量27.2 t/h,低温热源供回水温度35/28℃,流量1566t/h,蒸汽吸收式热泵机组热效率为1.79。
⑵ 热网加热器
设置2台热网加热器,同时运行。每台按总负荷的70%选型。
热网加热器参数:制热量75MW,加热蒸汽0.15MPa/250℃蒸汽⑶。
⑶ 加热蒸汽系统
二电厂供热蒸汽汽源有三处,分别是:
汽轮机抽汽,蒸汽压力0.15MPa,温度220℃,两台机组抽汽共350t/h。
锅炉冷段抽汽,蒸汽压力2.5MPa,温度300℃,两台机组抽汽共26t/h。锅炉、汽轮机可同时抽汽。
#3机组锅炉,蒸汽压力3.83MPa,温度450℃,单台供汽量130t/h。
⑷ 电厂循环冷却水系统
本工程利用#5机组循环冷却水作为低温热源对外供热。三台蒸汽吸收式热泵机组共需要约4700t/h循环冷却水。
3.4 供热首站运行工况
下表是采暖期各室外温度下的热负荷。
室外温度
(℃)采暖热负荷(MW)一次网循环水量(t/h)一次网回水温度(℃)一次网供水温度(℃)
5 63.24 2212 55 80
2 77.84 2212 55 85
1 82.70 221
2 55 87
0 87.57 2212 55 89
-10 136.22 2212 55 108
-19 180.00 2212 55 125
从上表可以看出,从开始供热到室外温度降为2℃时,此期间可全由蒸汽吸收式热泵机组供热。蒸汽吸收式热泵机组驱动蒸汽由#5、#6机汽轮机供汽。
室外温度降至-10℃时,蒸汽吸收式热泵机组耗汽由:#5、#6机锅炉抽汽26t/h和汽轮机抽汽52t/h供给。热网加热器耗汽由:#5、#6机汽轮机抽汽90t/h供给。此时,#5、#6机组汽轮机最大抽汽量为350t/h,本工程用汽量142t/h,剩余208t/h的抽汽,用于市区供热首站供汽,以满足该时段市区供热需求。因此,电厂#5、#6机组
可满足室外温度-10℃时向市区和石油基地同时供暖。
当室外温度降至-10℃以下时,开启#3机组锅炉。本工程热网加热器加热蒸汽由#3锅炉提供。两台热网加热器供热负荷102MW,耗气量为155t/h。3#锅炉生产压力3.83MPa,温度450℃蒸汽130t/h,通过减温减压后产生压力0.35MPa,温度250℃的蒸汽155t/h,供两台热网加热器。市区采暖热负荷达到最大值,由#5、#6机组汽机抽汽供给260t/h,同时#5、#6机向热泵机组提供52 t/h蒸汽,耗汽量共312t/h ,#5、#6机组汽机最大抽汽量为350t/h满足要求。
由此得出,通过技术改造后,二电厂完全有能力同时向石油基地和市区供热,而且,电厂还有一定的供热余量,可以满足不断增长的热负荷需求。
3.5 其它问题
1)其它辅助系统
改造工程还包括:蒸汽疏水系统,减温水系统,一次热网水处理系统以及各类管道在厂区的布置。本文不做详细阐述。
2)改造场地
二电厂一、二、三期机组为顺列建设,二期与三期主厂房脱开建设。石油基地供热首站利用二期4#机组场地建设。
4 节能及环保
4.1 节能
蒸汽吸收式热泵机组热效率 1.79。本工程蒸汽吸收式热泵机组供热量78MW。提取循环冷却水热量为:78-78/1.78=34.4MW。电厂在