第六章 热电厂的对外供热系统

水泵应能自动投入。
四、CC型机组供热系统
• 图6-6所示为CC型机组供热系统的全面性热力系统，设有BH、PH
各一台，HP、HDP各2台(其中1台备用)，PH、BH各设有备用减压 减温器。其疏水方式为逐级自流，即PH疏水在正常工况时自流至
BH，BH的疏水用疏水泵HDP打出，正常工况时是引至回热系统(即
a
a
2.绘制水网供热设备工况图原始资料（内容见教材）
图6－7 热网加热器的热负荷分配图 (a)水网加热器系统；(b) Q f t0 、tsu、trt= f (to) 和 Q f 曲线
3. 热网加热器间的热负荷分配 (1) 热网加热器间热负荷分配的理论依据 供热式汽轮机调节抽汽的最大抽汽量 Dh.t(M) 所确定的汽轮机最大 热化供热量 Qh.t(M) 为：取 =100% 时
max Qsa Qh( M ) h
GJ/h (6-6)
(6-7) GJ/h
Qsa Qh(av) re
• 上二式中 Qh(M) 、Qh(av) –––最大、平均热负荷，GJ/h；–––热负荷最大利 用小时数，h； ––– re 全年采暖持续时间，h。

• 图6-2(b)为总热负荷 (Qs+Qns) 的持续时间图，该图所示为以非季节性热 负荷的平均值为基础，叠加季节性热负荷而成；反之，也是可以的， 如图6-2(c)所示。
是因为事故是短暂的，而且采暖建筑有一定的蓄热能力，并已保
证了基本需要，其目的当然是为了减少水网供热系统的投资和运 行费用。至于峰载热网加热器或热水锅炉的配置，应根据热负荷
的性质、供热距离、当地气象条件和热网系统等具体情况，综合
研究确定。一般热网水泵 HP、热网凝结水(即热网疏水)泵HDP 和 热网补充水泵 HMP 都不少于两台，其中一台备用，备用热网补充
对热用户 2 用户的平均热负荷 1 用户的额定热负荷
4－5
对整个供热区 wk.baidu.com'
各用户的平均热负荷 1 用户的平均热负荷 区域额定热对热用户 2 负荷 用户的额定热负荷
6－5a
二、热负荷持续时间图 • 图6-2(a)的左半边为季节性热负荷随室外气温变化的曲线，即Qs=f(t0)。 右半边为季节性热负荷随时间变化的曲线，即Qs=f()，称为季节性热负 荷持续时间图，其横坐标为等于和低于某一室外温度的持续小时数， 纵坐标为该室外温度条件下的每小时耗热量；曲线下的面积为全年供 热量。 • • • 由图6-2(a)可知，全年供热量还有下列关系式： 曲线下面积等于面积 defod 得： 曲线下面积等于面积 abco 得
Qh.t M Dh.t M hh hh 106 GJ h


6-10
若季节性热负荷以采暖热负荷为主，则有
以水为载热质，采用中央质调节，即网水流量 G 不变，改变送水 温度 tsu 以适应热负变化，则有
Q x0 ti t0d f t0
采 暖 特 性 系 数
建 筑 物 外 围 体 积
室 内 计 算 温 度
当 地 采 暖 室 外 计 算 温 度
t
d 0
我国以日平均温度为统计基础，根据20年的统 计，采用当地历年平均每年不保证5天的日平均 温度值为该地采暖室外计算温度。即20年期间 d 当地有100天的实际日平均温度低于当地的 t 0 值。
热器相同，也有立式、卧式之分。但其容量、换热面积较大，
可达500m2；端差较大，可达10℃左右；其水质逊于给水、凝 结水；为便于清洗，多采用直管。
一般不是按季节性热负荷的最大值选择一台热网加热器， 而是配置水侧串联的两台热网加热器BH、PH，如图6-6所示。
（二）水网加热设备的选择 • 基载热网加热器可安排在非采暖期进行检修，故不设备用，但在 容量上有一定裕度，即在停用一台热网加热器时，其余热网加热 器能满足 60%~75%（严寒地区取上限）季节性热负荷的需要。这
锤、蒸汽搅拌、动力用汽等，必须用蒸汽。 2. 输送蒸汽的能耗小，比水网用热网水泵输送热水的耗电量低得多。
3. 蒸汽密度小，因地形变化(高差)而形成的静压小，汽网的泄漏量较
水网小20~40倍。而水网的密度大，事故的敏感性强，对水力工况 要求严格。
二、汽网的供汽系统及其设备 （一）供汽方案 热电厂可能的供汽方案，集中画在一台机组上 (实际不是这 样的)，如图 6-3 所示几种。
本 章 提 要
第二节 热电厂的对外供热系统
第三节 热电厂的经济性分析及供热机组的优化
第一节 热负荷的特性及载热质的选择
一、热负荷 （一）热负荷的分类 • 热能生产过程必须随时保持产、供、销平衡，并应保证热能供应的可 靠性和经济性。 • 由发电厂通过热网向热用户供应的不同用途的热量，称为热负荷。
工艺热负荷 生产热负荷 非季节性 动力热负荷 热负荷 热水供应热负荷 季节性 采暖热负荷 通风热负荷
生产及人民生活
非季节性，昼夜变化大，全 年变化小
一般为0.15~0.6MPa饱和蒸 汽，也有高于1.4~3.0MPa的 蒸汽 直接供汽：20%~100% 间接供汽：0.5%~2%
非季节性，昼夜变 化大，全年变化小
60℃~70℃热水 100%
季节性，昼夜变化小， 全年变化大
70℃~150℃或更高温 度的热水或 0.07~0.28MPa蒸汽 水网循环水量的 0.5%~2%
d 3.水网设计供水温度 tsu ，可用供热汽轮机的低压抽汽作加热蒸 130 ~150 C 汽，使热化发电比加大，提高其热经济性；
4.可在热电厂内通过改变网水温度进行集中供热调节，而且水网蓄热能 力大，热负荷变化大时仍稳定运行，水温变化缓和。
汽网的特点是：
1. 对热用户适应性强，可满足各种热负荷，特别是某些工艺过程如汽
p2
p3
p4
（二）减压减温器 • 减压减温器是用以降低蒸汽压力和温度的设备， 不仅用于热电厂的供热系统，凝汽式发电厂也常 用它作为厂用汽源设备，将降压减温后的蒸汽用 于加热重油，或作除氧器的备用汽源，在单元式 机组中常用它构成旁路系统。 图 6-4 所示为减压减温器的原则性热力系统。 分产供热用减压减温器出口蒸汽参数的选择，不 影响热电厂的热经济性。作为供热抽汽用的减压 减温器，其出口蒸汽参数应与供热抽汽参数完全 相同。作为水网峰载热网加热器的汽源设备时， 其出口汽压应能将网水加热至所需温度 ( 设计送 水温度 t d 加上峰载热网加热器的端差)，并能 su 使其疏水自流至高压除氧器。
回水管各一根，返回水箱2个，返回水泵RP 2台，其中1台备用。
图6-6 CC型机组供热系统全面性热力系统
0.118~0.245MP a
去凝汽器 返回水箱
~
至 疏 水 箱
~
RP
至 回 热 系 统
至回热系统 往高热除氧器
往高热除氧器 对外供蒸汽管 送水管 回水管
a~
~
生产返回水
0.78~~1.27MPa
第六章 热电厂的对外供热系统
本章先介绍热负荷的类型及其变化规律，而后讲汽
网、水网系统及其设备，水网供热设备工况图的作用
及其绘制方法；最后讲热电厂的经济分析，重点是选 择供热式机组的节煤条件式。简介供热系统(含热电厂、 热网、热用户)的优化。
第六章 热电厂的对外供热系统
第一节 热负荷的特性及载热质的选择
五、水网供热设备工况图
1. 绘制水网供热设备工况图的目的
(1) 确定基载、峰载热网加热器的以小时计的最大热负 a a 荷 Qb M 、 Q p M，用以选择这些设备； (2) 不同室外温度 t 时，送至基载热网加热器的调节抽汽压力，为 0 提高热化发电比，应充分利用低压抽汽； (3) 确定基载、峰载热网加热器间的负荷分配； (4) 确定基载、峰载热网加热器间的全年供热量 Qb 、 Q，前者还可 p a Qb 划分为采暖调节抽汽压力下限的全年供热量 、调压范围内全 a a Q Q 年供热量 和采暖调节抽汽压力上限的全年供热量 ；进而 b b 计算全年的热化发电量，据以计算热经济指标。
介质及参数
工质损失率
(a) 建筑物季节性热负荷的示意图；(b) 采暖热负荷图； (c) 通风热负荷图；(d) 季节性热负荷图
（二）季节性热负荷
• 1.采暖热负荷
• 建筑物采暖设计热负荷
d Qh (1 ) xV0 (ti t0 ) / 106 GJ / h
建 筑 物 空 气 渗 透 系 数
p1
1. 由锅炉引来蒸汽经减压减温后直接供汽，如图中 p1 所示；
2. 由背压机组的排汽或抽汽凝汽式供热机组的高压调节抽 汽对外供汽，称为直接供汽方式。如图中 p3 所示为抽 汽凝汽式供热机组的调节抽汽对外供热。直接供汽简 单，投资省，现多采用之； 3. 如供热式汽轮机的排汽或调节抽汽压力略低于热用户的 要求，而所需蒸汽量又不大时，不宜因之多选一台供 热式机组时，则可采用蒸汽喷射泵，其工作原理与构 造特征，与凝汽器系统用的射汽抽气器类似。通过蒸 汽喷射泵，将供热机组的压力为 p3 的蒸汽，增压至 p2 后再对外直接供汽； 4. 利用供热机组的调节抽汽作为蒸汽发生器的加热(一次)蒸 汽，产生压力稍低的 P4（二次蒸汽）对外供汽，称为 间接供汽方式。 图6-3 热电厂不同供汽方案 的示意图
i i Drtp , p irtp , h rtp
蒸汽
• •
D w, hw 减温水
hrtp
Dw
降 压 减 温 后 蒸 汽
o Drtp o hrtp
疏 水
疏 水
图6-4 减压减温器的原则性 热力系统
三、水网的供热设备及其系统 以水为载热质的采暖、通风用的热水和热水负荷的热水，都是 通过水网的热网加热器制备的。 （一）热网加热器的类型 热网加热器是面式换热器，其工作原理和构造与面式回热加
图6-2 热负荷图 (a)季节性热负荷持续时间图；(b)、(c)总热负荷持续时间图
第二节 热电厂的对外供热系统
一、载热质的选择及供热热网
蒸汽 热网载热质 热水 水网的特点为：
1.供热距离远；
汽网 热网 水网
2.水网是利用供热式汽轮机的调节抽汽，在面式热网加热器中凝结放热， 将网水加热并作为载热质通过水网对外供热，该加热蒸汽被凝结成的 水可全部收回热电厂，即回水率 = 100%；
各类热负荷特点
类别 特点
生产热负荷 热水供应负荷 采暖及通风热负荷 生产、城市公用事业 及民用的采暖及通风
用 途
用于加热、干燥、蒸馏等工 印染、漂洗等生产 艺热负荷；用作驱动汽锤、 用热水；城市公用 压气机、水泵等动力热负荷。 设施及民用热水 石油、化工、轻纺、橡胶、 冶金等
主要用户 负荷特性
生产及人民生活
图7-3所示H4的出口M1处)，因H4与BH的加热蒸汽均引自第4级抽 汽，引至H4出口的M1处，换热温差最小。事故工况时，PH、BH
的疏水均可分别引至高压除氧器。水网供水管、回水管各设一根。
• 汽网部分为直接供汽，正常工况是以0.78~1.27MPa的工业调节抽 汽直接对外供热，该抽汽也是PH的汽源。汽网设供汽管、生产返
• 2.通风热负荷 • 采用强迫通风的系统才有通风热负荷。 • 建筑物的通风热负荷设计值为：
a d 6 Qv mV C ( t t ) / 10 GJ / h i v i o ,v
d 6 Qv xvVo (ti to ) / 10 GJ / h ,v
Vi xv m Cva kJ /(m3 .h.℃） Vo 通
风 换 气 次 数
通 风 室 外 计 算 温 度
（三）非季节性热负荷
• 1.热水供应热负荷
• 特点：全年变化小，日变化大 • 热水温度一般：60-65℃
• 2.生产热负荷
• 加热多用低压蒸汽：0.15-0.6MPa饱和蒸汽 • 动力多用过热蒸汽，压力1.4-3.0MPa，温度200-300 ℃。 • 和具体的生产工艺有关。
（三）热负荷资料的汇总与整理
1. 两个系数 ① 同时系数 1
供热区内有较多热用户，一个工业企业内还有许多用热点，显然其最 大热负荷不会同时出现，应以各用户的同时系数 1 考虑。即
同时系数 1 区域(企业)最大设计热负荷 1 各用户(用热点)的最大设计热负荷之和
6 4
② 负荷系数 2 供热区域内用户的负荷不可能总在额定负荷下运行，不同时间有不同 的负荷系数。