火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程技術(shù)規(guī)程-編制說(shuō)明

PAGE工作簡(jiǎn)況任務(wù)背景及意義根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《2018年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2018年末全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量189967萬(wàn)千瓦，其中：火電裝機(jī)容量114367萬(wàn)千瓦（含煤電10.1億千瓦、氣電8330萬(wàn)千瓦）；水電裝機(jī)容量35226萬(wàn)千瓦（含抽水蓄能2999萬(wàn)千瓦）；核電裝機(jī)容量4466萬(wàn)千瓦；并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量18426萬(wàn)千瓦；并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量17463萬(wàn)千瓦。2018年全國(guó)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖12018年全國(guó)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖其中火電機(jī)組結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，逐漸向著大容量和熱電聯(lián)產(chǎn)的方向發(fā)展。30萬(wàn)千瓦及以上火電機(jī)組比例從1995年的27.8%增長(zhǎng)至2018年的80.1%，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組占比從2000年的13.3%提高到了2018年的43.6%。但火電機(jī)組普遍能效低下，純凝機(jī)組綜合熱效率只有38%左右，即使是熱電機(jī)組，綜合熱效率也不超過(guò)65%。大量汽機(jī)乏汽余熱通過(guò)冷卻塔直接排放至環(huán)境，存在巨大的冷端損失，經(jīng)測(cè)算這部分熱量占一次能源總輸入熱量的30%以上。這部分熱量品位低，難以直接利用，這是限制熱電機(jī)組能效提升的最大“瓶頸”之處。我國(guó)的熱電機(jī)組設(shè)計(jì)思維源自前蘇聯(lián)，傳統(tǒng)供熱設(shè)計(jì)方式是直接利用采暖抽汽在熱網(wǎng)加熱器中直接加熱熱網(wǎng)水。但我國(guó)氣候溫度明顯高于前蘇聯(lián)的氣候溫度，熱用戶采暖所需的熱網(wǎng)水溫度較低，特別是采暖初末期，一般只有50-70℃；而采暖蒸汽壓力為0.2-0.5MPa，最高溫度可達(dá)300℃以上；兩者換熱溫差過(guò)大，所造成的蒸汽做功能力損失十分嚴(yán)重。如何采用有效措施，在減少這部分做功能力損失的同時(shí)減少熱電廠的冷端損失，則至關(guān)重要。采用低溫余熱利用技術(shù)尤其是熱泵技術(shù)和低真空供熱技術(shù)，可使火電廠的能量利用效率大幅提高，因此，低溫余熱回收利用技術(shù)自2011年起飛速發(fā)展，在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中得到廣泛應(yīng)用，累計(jì)已在幾十個(gè)電廠投入運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。其中利用吸收式熱泵技術(shù)回收電廠低溫余熱的改造，對(duì)汽輪機(jī)本體基本沒(méi)有改動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了熱泵系統(tǒng)與電廠原有系統(tǒng)的快速無(wú)縫切換，可靠性高，電廠低溫余熱回收充分；利用低真空供熱技術(shù)回收電廠低溫余熱，工程建設(shè)初投資較低、占地面積較少、可全部回收低溫余熱；兩種技術(shù)憑借各自的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。目前已廣泛實(shí)施應(yīng)用的火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱回收利用技術(shù)，在工程建設(shè)方面，行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，因而火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程技術(shù)規(guī)程的編制就顯得尤為緊迫和必要，本標(biāo)準(zhǔn)具有填補(bǔ)該領(lǐng)域空白的意義。本標(biāo)準(zhǔn)給出了火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程在可研、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行等環(huán)節(jié)的技術(shù)內(nèi)容和要求；適用于汽輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量為50MW及以上的在役、新建或擴(kuò)建機(jī)組，其他容量等級(jí)的汽輪機(jī)組可參考本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。任務(wù)來(lái)源本規(guī)程是根據(jù)《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于下達(dá)2018年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計(jì)劃及英文版翻譯出版計(jì)劃的通知》（國(guó)能綜通科技[2018]100號(hào)）任務(wù)需求編制的，由電力行業(yè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口管理，牽頭單位華電電力科學(xué)研究院有限公司，參與單位：山東大學(xué)、雙良節(jié)能系統(tǒng)股份有限公司相關(guān)科技人員完成。標(biāo)準(zhǔn)起草從2018年10月開(kāi)始，分為以下三個(gè)階段：第一階段：調(diào)研和資料收集及分析2018年10月底組織技術(shù)人員對(duì)華電集團(tuán)范圍內(nèi)所開(kāi)展過(guò)的典型吸收式熱泵供熱、低真空供熱等火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用，如包頭東華、華電（北京）二熱、青島電廠、大唐哈一熱等進(jìn)行總結(jié)和技術(shù)調(diào)研，分析整理低溫循環(huán)水余熱利用的設(shè)計(jì)資料及相關(guān)運(yùn)行規(guī)程、驗(yàn)收、試驗(yàn)測(cè)試等資料。第二階段：標(biāo)準(zhǔn)初稿起草為做好標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)人員對(duì)包括吸收式熱泵供熱、低真空供熱等在內(nèi)的火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究分析，并針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了多次集中討論，于2020年4月初形成標(biāo)準(zhǔn)初稿。第三階段：公司內(nèi)部意見(jiàn)征求標(biāo)準(zhǔn)初稿確定后，在公司專(zhuān)業(yè)技術(shù)部門(mén)內(nèi)征求意見(jiàn)，隨后經(jīng)過(guò)兩次討論、修改，最后于2020年7月初完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。編制單位、主要起草人編制單位編制單位為（略）。主要起草人（略）。標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)編制原則1)按照GB/T1.1-2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》的要求和規(guī)定，確定標(biāo)準(zhǔn)的組成要素。2)按照國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)行的相關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等要求和規(guī)定制定本標(biāo)準(zhǔn)。3)在標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中遵循了以下幾個(gè)原則：a）保證標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和規(guī)范性；b）保證標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性和實(shí)用性；c）盡量與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)接軌；d）充分考慮目前火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程的實(shí)際應(yīng)用情況，使本標(biāo)準(zhǔn)更簡(jiǎn)單、適用和便于推廣。主要內(nèi)容及其確定依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)給出了火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程（簡(jiǎn)稱為余熱利用工程）在可研、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行等環(huán)節(jié)的技術(shù)內(nèi)容和要求，主要內(nèi)容及其確定依據(jù)如下：1）標(biāo)準(zhǔn)題目的確定。“火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用工程技術(shù)規(guī)程”標(biāo)準(zhǔn)的意義是針對(duì)火力發(fā)電廠低溫循環(huán)水余熱利用中應(yīng)用廣泛的“吸收式熱泵技術(shù)”或“采用熱泵耦合低真空供熱技術(shù)”涉及的工程計(jì)算規(guī)程進(jìn)行規(guī)定和要求。具體涉及熱負(fù)荷的確定、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、對(duì)吸收式熱泵技術(shù)和熱泵耦合低真空供熱技術(shù)的介紹等。2）正文第1部分確定了標(biāo)準(zhǔn)適用范圍。3）正文第2部分列入了規(guī)范性引用文件及本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4）正文第3部分對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)中用到的術(shù)語(yǔ)和定義進(jìn)行了規(guī)定。5）正文第4部分從總體上對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)制定的原則進(jìn)行說(shuō)明。明確了余熱利用工程的范圍，在何種條件下采用哪種低溫循環(huán)水余熱利用技術(shù)，并明確了電廠所接待供熱面積的供暖基本熱負(fù)荷應(yīng)滿足的條件。6）正文第5部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的熱負(fù)荷進(jìn)行了確定，從資料收集、計(jì)算基本規(guī)定（供暖期天數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫度、室外環(huán)境溫度、供暖熱負(fù)荷指標(biāo)、熱負(fù)荷設(shè)計(jì)）、供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、供暖基本熱負(fù)荷、供暖平均熱負(fù)荷、熱負(fù)荷曲線與熱泵設(shè)計(jì)容量（熱負(fù)荷曲線繪制、熱泵設(shè)計(jì)容量）等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。這些均是低溫循環(huán)水余熱利用工程熱負(fù)荷確定工作時(shí)必不可少的環(huán)節(jié)。7）正文第6部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了確定，具體包括驅(qū)動(dòng)蒸汽系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)蒸汽來(lái)源、蒸汽管道設(shè)計(jì)及布置、驅(qū)動(dòng)蒸汽參數(shù)選取、驅(qū)動(dòng)蒸汽疏水系統(tǒng)）、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)（熱網(wǎng)水管道設(shè)計(jì)及布置、熱泵熱網(wǎng)水流量選取、熱泵熱網(wǎng)回水溫度選取、熱泵熱網(wǎng)供水溫度選取、熱泵熱網(wǎng)水壓力選?。?、低溫水余熱系統(tǒng)、乏汽余熱系統(tǒng)、一次網(wǎng)補(bǔ)水系統(tǒng)（補(bǔ)水量及水源、設(shè)計(jì)補(bǔ)水壓力、熱網(wǎng)水水質(zhì)）、汽輪機(jī)組排汽背壓、系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的其它事項(xiàng)等內(nèi)容。其中驅(qū)動(dòng)蒸汽系統(tǒng)、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)和低溫水余熱系統(tǒng)（或乏汽余熱系統(tǒng)）是低溫循環(huán)水余熱利用技術(shù)最重要的三大系統(tǒng)，對(duì)它們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)定，是本技術(shù)規(guī)程的重要內(nèi)容。7）正文第7部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的設(shè)備選型與布置進(jìn)行了確定，具體包括熱泵設(shè)備選型（機(jī)組類(lèi)型的確定、熱泵容量的確定、驅(qū)動(dòng)蒸汽參數(shù)、熱網(wǎng)水參數(shù)、余熱水溫度及流量、余熱水側(cè)工作壓力和阻力等）、其他工藝設(shè)備選型（疏水箱、疏水泵、補(bǔ)水泵、熱網(wǎng)循環(huán)水泵等）、熱泵房選址、熱泵房?jī)?nèi)布局、管道布置、

保溫與防腐等內(nèi)容。7）正文第8部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的熱工自動(dòng)化進(jìn)行了確定，包括自動(dòng)化水平、控制方式、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇等內(nèi)容。8）正文第9部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的電氣設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行了確定，包括供電系統(tǒng)、交流不停電電源（UPS）、二次線等內(nèi)容。9）正文第10部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的建筑、結(jié)構(gòu)與供暖通風(fēng)進(jìn)行了確定，重點(diǎn)是對(duì)熱泵房建筑應(yīng)滿足的特點(diǎn)、尺寸、橫向定位和縱向定位、建筑防火、建筑構(gòu)造、建筑布置與抗震、建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行了要求，同時(shí)對(duì)熱泵房的結(jié)構(gòu)要求、荷載設(shè)計(jì)、地基與基礎(chǔ)、熱泵房供暖通風(fēng)等給與了明確的規(guī)定。10）正文第11部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全、職業(yè)衛(wèi)生及消防進(jìn)行了簡(jiǎn)要規(guī)定。11）正文第12部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的工程建設(shè)預(yù)算與財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)進(jìn)行了規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)中明確要求余熱利用工程建設(shè)預(yù)算應(yīng)依據(jù)最新出版圖書(shū)《電力工程建設(shè)預(yù)算定額》進(jìn)行編制，定額選用及取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)投資概（估）算也做了相應(yīng)的表格給與規(guī)范；同時(shí)對(duì)財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)報(bào)表模板等也進(jìn)行了規(guī)定。12）正文第13部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的調(diào)試與驗(yàn)收進(jìn)行了規(guī)定。對(duì)調(diào)試前需要做的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作、調(diào)試步驟、驗(yàn)收應(yīng)符合的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行規(guī)定。13）正文第14部分對(duì)低溫循環(huán)水余熱利用工程的運(yùn)行管理進(jìn)行了規(guī)定。具體包括機(jī)組運(yùn)行、溶液管理、真空泵管理、故障處理等內(nèi)容。14）給出資料性附錄A“吸收式熱泵技術(shù)”，對(duì)吸收式熱泵的基本工作原理和吸收式熱泵回收不同類(lèi)型汽輪機(jī)（濕冷機(jī)組、直接空冷機(jī)組和間接空冷機(jī)組）乏汽余熱的系統(tǒng)原理。讓本標(biāo)準(zhǔn)的使用對(duì)象對(duì)吸收式熱泵技術(shù)有更清晰和直觀的認(rèn)識(shí)。15）給出資料性附錄B“熱泵耦合低真空供熱技術(shù)”，對(duì)熱泵耦合低真空供熱技術(shù)的工作范圍、低溫?zé)嵩此疁囟群推啓C(jī)背壓對(duì)熱泵性能的影響進(jìn)行分析。16）給出資料性附錄C“主要城市氣象參數(shù)、供暖熱負(fù)荷指標(biāo)、熱負(fù)荷資料統(tǒng)計(jì)表及財(cái)務(wù)報(bào)表”。其中全國(guó)主要城市氣象資料按照標(biāo)準(zhǔn)GB50736選取，不同建筑物的供暖熱負(fù)荷指標(biāo)按照標(biāo)準(zhǔn)CJJ34選取，熱負(fù)荷資料統(tǒng)計(jì)表及財(cái)務(wù)報(bào)表結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)編制單位近些年多個(gè)工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)提煉。17）給出資料性附錄D“吸收式熱泵技術(shù)回收汽輪機(jī)低溫循環(huán)水余熱工程計(jì)算實(shí)例”，以便對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)更好的理解。18）給出資料性附錄E“吸收式熱泵機(jī)組運(yùn)行異?，F(xiàn)象及處理方法”，以便對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)更好的理解。與現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)的編制盡量做到了與現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，不與現(xiàn)行的有關(guān)法律、法規(guī)、政策沖突。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)18個(gè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)28個(gè)。貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議本標(biāo)準(zhǔn)頒布后，要做好標(biāo)準(zhǔn)的宣貫。希望本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后，各發(fā)電公司（集團(tuán)