擴(kuò)大供熱范圍減輕環(huán)保壓力

擴(kuò)大供熱范圍，減輕環(huán)保壓力

0熱電運(yùn)行工況對(duì)熱網(wǎng)距離的影響與凝汽發(fā)電不同，必須建在需要加熱的地方。每個(gè)加熱站都必須為特定區(qū)域的加熱區(qū)服務(wù)。合理確定熱電廠的供熱范圍,對(duì)選擇熱電廠的設(shè)備、決定熱電廠的運(yùn)行工況以及對(duì)熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有決定性的影響。隨著環(huán)境保護(hù)要求和標(biāo)準(zhǔn)的提高,各地區(qū)相應(yīng)采取不同的措施和排放標(biāo)準(zhǔn),尤其是一些大城市對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高,熱電廠宜遠(yuǎn)離市區(qū),所以要求熱網(wǎng)距離要長(zhǎng)。另外,熱電機(jī)組的容量不斷提高,目前熱電廠的單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到600MW,容量的增大、供熱參數(shù)的提高,有利于管網(wǎng)長(zhǎng)距離輸送。影響熱電廠供熱范圍的因素很多,下面僅從熱源布局、熱媒輸送、熱媒溫降和壓降三個(gè)方面進(jìn)行討論。1熱電分布不合理熱源布局是指在要求的城市供熱區(qū)域內(nèi),根據(jù)城市供熱規(guī)劃的熱負(fù)荷,規(guī)劃出理想的熱源布局。具體內(nèi)容如下:熱電廠的理想位置(對(duì)于新建熱電廠),最終規(guī)模,分幾期建設(shè),每期投入運(yùn)行的時(shí)間、每期容量;尖峰鍋爐房的位置,每個(gè)鍋爐房的總?cè)萘亢头謳灼诮ǔ?。目前在熱電建設(shè)方面存在熱負(fù)荷與熱電廠規(guī)模不匹配、熱電廠分布不合理的問(wèn)題,主要原因就是沒(méi)有進(jìn)行合理的熱源布局,導(dǎo)致不能明確熱電廠的供熱范圍。進(jìn)行熱源布局需考慮以下因素。1.1熱、電、熱、熱在建設(shè)熱電廠時(shí),應(yīng)堅(jiān)持“以熱定電”的原則,必須建在需要供熱的地方,每個(gè)熱電廠為一定范圍的供熱區(qū)服務(wù)。熱負(fù)荷的比重直接影響熱電廠規(guī)模、單機(jī)容量、供熱參數(shù)、熱網(wǎng)投資、運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。如果熱負(fù)荷晝夜均衡且負(fù)荷率較高,可使熱網(wǎng)損失最小,有利于輸送距離的增長(zhǎng);如果熱負(fù)荷峰谷差大,峰谷次數(shù)多呈脈動(dòng)型,則會(huì)嚴(yán)重制約輸送距離,縮小熱電廠的供熱范圍。冷熱負(fù)荷分布不均,則管道直徑不同,當(dāng)采用枝狀管網(wǎng)時(shí),熱負(fù)荷大的地方,敷設(shè)的管道直徑也大,熱負(fù)荷小則反之。根據(jù)熱負(fù)荷分布還可確定換熱站的數(shù)量及位置。熱負(fù)荷是影響熱電廠供熱范圍的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1.2聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃原則熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃的失誤,往往會(huì)導(dǎo)致熱源整體布局和熱源、熱力設(shè)施建設(shè)的混亂。熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃要按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施、以熱定電和適度規(guī)模”的原則進(jìn)行,以供熱為主要任務(wù),并符合改善環(huán)境、節(jié)約能源和提高供熱質(zhì)量的要求。制定熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃時(shí),應(yīng)堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)基本國(guó)策,依據(jù)本地區(qū)的城市供熱規(guī)劃、環(huán)境治理規(guī)劃和電力規(guī)劃。1.3供熱半徑確定供熱范圍越大,單位面積的熱負(fù)荷(熱負(fù)荷密度)越大,越利于發(fā)揮區(qū)域供熱的規(guī)模優(yōu)勢(shì),但同時(shí)供熱半徑越大,供熱管道越長(zhǎng),埋管所需費(fèi)用、管道熱損失和輸送費(fèi)用越大,因此供熱半徑存在最佳值。供熱半徑大,同時(shí)散熱損失也大;供熱半徑小,就需多設(shè)熱源點(diǎn),存在因各熱源點(diǎn)的管理、運(yùn)行水平的參差不齊帶來(lái)的額外損耗、協(xié)調(diào)成本增高以及環(huán)境污染面增大等問(wèn)題。擴(kuò)大熱電廠的供熱半徑有利于擴(kuò)大熱源點(diǎn)的規(guī)模,獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì),也有利于城市集中供熱的發(fā)展,使熱網(wǎng)更為可靠。供熱半徑的確定應(yīng)沒(méi)有具體的長(zhǎng)度限定,盡管有一些規(guī)范可供參考,如《熱電聯(lián)產(chǎn)和煤矸石綜合利用發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)管理暫行規(guī)定》(2007)中規(guī)定:“以熱水為供熱介質(zhì)的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目覆蓋的供熱半徑一般按20公里考慮,在10公里范圍內(nèi)不重復(fù)規(guī)劃建設(shè)此類熱電項(xiàng)目;以蒸汽為供熱介質(zhì)的一般按8公里考慮,在8公里范圍內(nèi)不重復(fù)規(guī)劃建設(shè)此類熱電項(xiàng)目”。但應(yīng)依據(jù)具體工程實(shí)際情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較而定。對(duì)于具體工程,應(yīng)將多個(gè)方案相互比較,例如對(duì)選用燃油爐供熱、燃?xì)夤帷㈦姽峄蛑苯釉谛聟^(qū)內(nèi)興建熱源點(diǎn)以及分散鍋爐方案的經(jīng)濟(jì)性相比較而定。2供熱系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高輸送系統(tǒng)的運(yùn)行方式對(duì)降低熱網(wǎng)能耗和安全運(yùn)行有重要作用。合理選擇輸送方式可以擴(kuò)大熱電廠的供熱范圍,提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。當(dāng)用戶的性質(zhì)不同時(shí),一般有以下4種運(yùn)行方式。12主要為供暖負(fù)荷的用戶直接向外部供應(yīng)高溫水,當(dāng)不采用中繼泵和升壓泵時(shí),其供熱半徑一般為10km以內(nèi),超出范圍,應(yīng)采用特殊的輸送方式。2按管路輸送的用戶直接向外供蒸汽,輸送壓力按最大用戶壓力考慮,對(duì)于低壓力用戶,可以采用減壓方法,也可根據(jù)管路不同壓力采用多管道輸送。一般要考慮凝結(jié)水的回收問(wèn)題,以減少熱電廠的補(bǔ)水量。3空調(diào)用戶①只送蒸汽?？照{(diào)制冷靠用戶側(cè)的蒸汽吸收式制冷機(jī)制取。②向工業(yè)用戶送汽,向空調(diào)用戶供冷水(制冷機(jī)設(shè)在熱電廠內(nèi))。③向工業(yè)用戶送汽,向空調(diào)用戶送高溫水(130℃以上),由設(shè)在用戶側(cè)的高溫水吸收式制冷機(jī)制取空調(diào)冷水。4吸收式制冷機(jī)①送蒸汽,在各小區(qū)換熱站設(shè)蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)。②送高溫水,在各小區(qū)換熱站設(shè)高溫水型溴化鋰吸收式制冷機(jī)。③直接送冷水至空調(diào)用戶(制冷機(jī)設(shè)在熱電廠內(nèi))。2.1供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)設(shè)計(jì)熱媒的種類和參數(shù)對(duì)供熱管道的管徑、配管方式、熱媒輸送方式、熱媒的供熱范圍等有很大影響,不同熱媒的供熱半徑是不同的,應(yīng)區(qū)別對(duì)待,具體問(wèn)題具體分析。輸熱介質(zhì)主要有蒸汽和熱水,當(dāng)以蒸汽作為熱網(wǎng)的輸送介質(zhì)時(shí),熱電廠提供的蒸汽壓力波動(dòng)范圍較大,溫度在180～230℃之間波動(dòng);蒸汽焓值高,輸送能耗小,比熱水網(wǎng)輸送熱水的耗電量低得多,不需要設(shè)置熱力站換熱設(shè)備及泵等。蒸汽密度小,因地形變化(高差)而形成的靜壓小,可以不受地形和地勢(shì)的影響。但是,蒸汽在較遠(yuǎn)距離的熱網(wǎng)輸送中,壓力損失大,導(dǎo)致供熱機(jī)組抽汽或背壓排汽壓力較高,熱電廠熱電比大,且熱網(wǎng)的熱效率較低。這會(huì)對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不利影響。以熱水作為熱網(wǎng)的輸送介質(zhì),熱網(wǎng)設(shè)計(jì)供水溫度為130～150℃,可用供熱式汽輪機(jī)的低壓抽汽作為加熱蒸汽,使熱化做功加大,能提高其熱經(jīng)濟(jì)性。可在熱電廠內(nèi)通過(guò)改變熱網(wǎng)水溫進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié),同時(shí)還易于實(shí)現(xiàn)供熱機(jī)組的集中控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。但是,由于管道成本的限制,通常采用直埋管道的熱水網(wǎng)供水溫度大都在120℃以下。另外,熱水網(wǎng)需要配備循環(huán)水泵,輸送耗電大。以高溫水為熱媒時(shí),供熱半徑可加大。對(duì)于生產(chǎn)熱負(fù)荷,應(yīng)以蒸汽為熱介質(zhì),供熱參數(shù)根據(jù)工藝要求而定;對(duì)于熱水供熱系統(tǒng),在供熱規(guī)模較大時(shí),應(yīng)首先考慮以高溫水作為熱介質(zhì);既有工業(yè)用汽負(fù)荷又有民用熱水負(fù)荷的場(chǎng)所,要通過(guò)技術(shù)論證確定介質(zhì)和參數(shù)。對(duì)于循環(huán)水供熱系統(tǒng),熱源部門應(yīng)考慮提高供水溫度的措施。2.2熱網(wǎng)供熱半徑確定對(duì)于蒸汽網(wǎng)而言是指蒸汽壓力,熱電廠抽汽壓力高時(shí),其可輸送距離相應(yīng)增大,汽輪機(jī)參數(shù)與輸送距離成正比。當(dāng)采用蒸汽熱媒時(shí),應(yīng)根據(jù)用戶情況、管道敷設(shè)方式、保溫和凝結(jié)水排除情況合理確定供熱半徑。應(yīng)考慮的因素如下:熱電廠抽汽的初始?jí)毫?、用戶的使用壓力、沿途壓力損失和溫降,對(duì)于蒸汽的供熱半徑應(yīng)綜合上述因素而定,根據(jù)具體問(wèn)題具體分析。對(duì)于熱水網(wǎng)而言,輸送介質(zhì)的熱力參數(shù)主要是指熱網(wǎng)供回水溫度,供水溫度選擇得小,熱電廠供熱機(jī)組抽汽或排汽壓力可以降低,但熱水溫度低會(huì)使用戶端的溫度不能滿足要求,反而失去供熱的意義。供回水溫差增大雖然會(huì)減少熱網(wǎng)初投資及輸送能耗,但會(huì)導(dǎo)致熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益下降。因此,從系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性看,熱網(wǎng)供回水溫度應(yīng)有最佳選擇。2.3級(jí)網(wǎng)供熱半徑對(duì)于熱水供熱系統(tǒng),如果不采用中繼泵和升壓泵,一般一級(jí)網(wǎng)系統(tǒng)的供熱半徑控制在20km以內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮沿途壓降(約0.05～0.08MPa/km)和所采用的熱水輸送手段。目前為了滿足環(huán)保要求希望熱電廠盡可能遠(yuǎn)離市區(qū),但要考慮循環(huán)水泵揚(yáng)程不能過(guò)高。當(dāng)需要時(shí),可以采用多種輸送手段加大一級(jí)網(wǎng)的供熱半徑。一般可采用下述三種方法提高一級(jí)熱水網(wǎng)的供熱半徑。11聯(lián)軸泵壓法22介質(zhì)加壓法3提高供熱半徑從理論上講,只要經(jīng)濟(jì)上允許,熱電廠廠址選擇需要,利用上述三種技術(shù)手段,可以把供熱半徑提高到30km以上。在實(shí)際應(yīng)用上,長(zhǎng)距離輸送介質(zhì)的實(shí)例已屢見(jiàn)不鮮,例如,莫斯科市周邊的熱電廠主管線長(zhǎng)30～50km;北京二熱電廠采用熱網(wǎng)首站設(shè)串聯(lián)加壓泵主干管線長(zhǎng)22km。3供熱參數(shù)確定熱媒的溫降和壓降是熱電廠供熱中不可忽視的因素,合理計(jì)算溫降和壓降,有利于確定熱電廠的供熱范圍。熱媒溫降包括兩部分,即通過(guò)管壁及保溫材料與外界的傳熱損失與冷媒、熱媒的泄漏損失。應(yīng)盡量減小熱媒溫降,提高熱網(wǎng)效率,擴(kuò)大熱電廠的供熱范圍。終端供熱參數(shù)必須滿足用戶需要,這是選擇熱電廠供熱參數(shù)、設(shè)計(jì)熱網(wǎng)設(shè)施、測(cè)算成本的首要條件,也是確定輸送距離的充分條件。以蒸汽熱媒為例,假設(shè)熱網(wǎng)輸送距離為10km,單位壓降為0.06MPa/km,單位溫降為16℃/km,供熱參數(shù)選用1.27MPa/350℃,到達(dá)終端參數(shù)為0.67MPa/190℃。溫降計(jì)算和壓降計(jì)算可參考文獻(xiàn)進(jìn)行。供熱管網(wǎng)要正確選擇保溫材料、確定保溫結(jié)構(gòu)以及采取節(jié)能措施,必須進(jìn)行保溫設(shè)備及管道的熱力計(jì)算,而確定保溫層厚度是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。保溫層厚度不是越厚越好,要經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,為減少管道散熱損失,最小保溫厚度應(yīng)按經(jīng)濟(jì)厚度的方法計(jì)算,并且散熱損失不得超過(guò)運(yùn)行工況允許的最大散熱損失。4供熱范圍的確定4.1隨著熱源的合理布局,抽汽壓力的提高,保溫性能的改善以及管道的合理布置,熱電廠的供熱范圍將擴(kuò)大,擴(kuò)大熱電廠的供熱范圍既有社會(huì)效益又有經(jīng)濟(jì)效益;熱電廠供熱范圍的確定