煤矸石发电公司向调兵山、法库地区

集中供热的实践及应用

 

煤矸石发电公司   张艳庆

 

摘  要  调兵山发电公司根据区域供暖面积增加，对系统进行改造，一级网回水由循环水泵加压后，由电蓄热以及背压机组汽水换热系统换热后，回到热网首站后由汽水热网加热器继续加热到要求的供水温度，送入一级网供水管道供热，实现向法库县城供暖面积达到500万m²，调兵山城区170万m²。

关键词  调兵山城区   法库县城   集中供热   实践及应用

 

1前言

 

辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司（一期）是由大唐国际发电股份有限公司、铁法煤业（集团）有限责任公司共同投资建设，总投资30.17亿元，地址在调兵山工业园区，占地面积1071亩，规划建筑面积12万m²。项目总装机容量为2�300MW，为2台循环流化床锅炉，配2台300MW汽轮机组。2014年2台300MW凝汽机组改造为抽凝机组，单台机组额定抽汽量250t/h，供热能力180MW，总供热能力360MW。

 

2  法库县城供热现状概况

2.1 法库县城

    老城区热电联产集中供热工程累计投资近5亿元，装备改造供热设备9台，铺设维修供热管网25条50km，建成换热站29座，实现了城区360万m²稳定高效集中供热。

法库县城原由中小型锅炉房供热，现已全部改造为热电联产集中供热。

2.2  调兵山城区

2.2.1调兵山城市供热概况

    调兵山市城市供热主要由原调兵山市东泰供热公司和热力供暖公司两个部分完成，其中供热面积405万m²，东泰热力公司供热面积118万m²，另外还有分散小锅炉供热19.9万m²。供热热源为铁煤集团热电厂，而东泰热力公司供热热源为东泰热源厂。

 自1997年热电厂建设投产以来，调兵山城区的集中供热发展比较好，先后拆除了调兵山城区小锅炉房，改善了大气环境，提高了供热质量。

2.2.2东泰热力公司供热概况

东泰热力公司位于调兵山市城南开发区，设计安装29MW热水锅炉6台，现安装4台，铺设一次供热管网14 km，设计热负荷面积500万m²，换热站7座，2013年底实际供热面积 118万m²，主要负责市政居民小区及部分机关事业单位供热工作。根据现场情况，东泰热网供热区域供热面积要大于118万m²，估计在网供热面积应在150万m²。

    东泰热源厂是2008年左右建设的一座集中供热热源厂，现安装2台29MW高温热水锅炉，主要为调兵山城南开发区居民住宅和部分机关企事业单位供热。现状东泰供热面积详见表1。

表1  东泰供热面积统计表

 

序号	名称	面积 （万m2）	换热站 名称	备注
1	观山郡	17
2	蓝湾公园一、二期	20
3	康泰工行、中邮中行	4	九车间
4	供电局	10	三车间
5	环山小区	16	八车间
6	吉源小区	18	一车间
7	两千平	11	两千平换热站
8	苗圃小区	22	二车间
总计		118

 

2.2.3 热电厂供热概况

    热电厂建设规模为装机50MW（2�25 MW），两台单抽冷凝式供热机组，配四台130t高压煤粉炉，热网管线30余公里，供热管网分南线、北线，拥有换热站25座，供热总面积405万m²，其中南线供热面积241.3万m²，北线供热面积163.7万m²。热电厂现基本上处于满负荷运行状态，总供热能力200MW。北线供暖区域详见表2。

表2 调兵山热电厂北线供热面积统计表

 

序号	名称	面积 （万m2）	换热站 名称	备注
1	施荒地	21	10号站
2	总机厂	11	11号站
3	铁道东小区（新增）	30
4	金都名苑	11	22号站
5	南岭小区	16	16号站
6	河畔新城及技师学院	10	18号站
7	红房北住宅	7.3	12号站
8	祥和及安居家园	16.1	13号站
9	金山新城及晨光小区	19	20号站
10	滨湖家园	3.6	21号站
11	宇泰新湖佳苑(预计新增)	18
合计		7

 

2.3 热源

 

2.3.1 辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司

2014年凝汽机组经过改造为抽凝机组，打孔抽汽用于集中供热，每台机组抽汽量250t/h，两台机组供热能力360MW。在厂区内建设了热网首站，采用汽水换热高温水供热，并与当年实现了为法库县城供热面积360万m²。

2.3.2 热电厂

热电厂建设于1997年，一期工程2台130t/h、2台25MW抽凝供热机组，供热面积250万m²；二期工程扩建1台130t/h锅炉，三期工程扩建1台130t/h锅炉、1台25MW背压供热机组，现为调兵山城区供热面积达到405万m²。

2.3.3  东泰热源厂

东泰热源厂现安装4台29MW热水锅炉，总供热能力116MW，现为调兵山城区供热面积118万m²。

东泰热源厂建设于2005年，主要为调兵山城区南部区域供热，是调兵山城区唯一一座燃煤集中供热热源，该热源厂采用高温水链条热水锅炉，热效率较低，平均热效率70%左右，水浴式除尘器除尘，除尘效率85%左右，没有脱硫、脱硝设施，污染物排放浓度超标。

2.4  热网

2.4.1 法库县城热网

煤矸石发电公司供热机组改造后，首先向法库县城供热，敷设了高温水供热管线，当年向法库县城供热面积360万m²。

法库县城热网敷设了11.25km输送一级管网，5km输配一级管网，34座热力站及相应配套工程。煤矸石发电公司提供小时最大供热量360MW，供热规模700万m²，输出管径DN1000。

主要设计参数：一级网供回水温度110℃/ 50℃，一级网系统循环水量5040t/n，设计工作压力1.59MPa，回水压力0.4MPa，补水压力0.75 MPa，采用补水泵补水定压方式。11.25公里输送一级管网沿途最高海拔155m，煤矸石发电厂热网首站海拔92m，高差63m。供热系统最远输送距离16.26km。

由于向法库县城供热管线均由热力公司投资建设，因此，煤矸石发电公司热网首站出口售热价33.2元/GJ。

2.4.2 调兵山城区热网

调兵山城区现有两大集中供热热网。

1）热电厂热网。该热网建设于1997年，敷设三条主干线分别为调兵山城区北部区域供热。最大管径DN600，总供热量200MW。

2）东泰热网。东泰热网建设于2005年，敷设一条主干线主要为城南开发区供热。最大管径DN600，总供热量116MW，实际供热量66MW。

2.4.3热指标

根据调兵山与法库县城的实际情况，结合国家设计规范的要求，分别确定调兵山和法库的综合热指标。

1）调兵山城区建筑物的综合热指标：55W/m²；

2）法库县城建筑物的综合热指标：50 W/m²。

2.4.4  现状热负荷

1）法库县城。法库县城现供热面积360万m²，热负荷180MW。

2）调兵山城区。调兵山城区现供热面积523万m²，其中热电厂供热面积405万m²，东泰热源供热面积118万m²。热负荷287.65MW。

2.5供热参数

2.5.1  原供热参数

1）原辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司热网首站及法库县城热网设计参数为：供回水温度110/50℃，供回水压力1.59/0.4MPa，静压值0.75MPa，补水泵补水定压方式。

2）原热电厂热网首站及调兵山城区热网设计参数为：供回水温度120/60℃，供回水压力1.2/0.4MPa，热网首站循环水泵旁通管定压，补水泵补水定压方式。

3.5.2  经过蒸汽分级加热 功-热-电联产节能改造

在2016年煤矸石发电公司根据实际需要采用中压缸排汽管抽汽的供热方式，进入供热首站热网加热器的蒸汽存在大量的压差能，为了充分利用该压差能，可采用功热汽轮机拖动异步电机进行发电。

改造工程的具体方案是增加两台6000kW功热汽轮机，并拖动两台6000kW异步发电装置，同时配套两台汽水换热器。

2.5.3  对供热系统进行优化改造

根据2018年供热系统实际运行情况，对热网首站进行优化改造，达到实际需要的目的。供热系统优化改造方案：改造后的管道系统：一级网回水由循环水泵加压后，由电蓄热以及背压机组汽水换热系统换热后，回到热网首站后由汽水热网加热器继续加热到要求的供水温度，送入一级网供水管道供热。在热网首站室外管道上抽出DN700管道分别进入1甲、2甲加热器水侧入口管道器，利用大机组抽汽汽水换热。将1丙、2丙加热器疏水接至1乙、2乙疏水泵入口，保持原系统不变，保证加热器正常疏水的灵活性。

改造后预期达到的效果：该系统改造实施后，解决电蓄热系统、背压机组换热系统供热能力有限，时常供水温度偏低，供热量不足，造成热用户供热质量较差，不能满足热用户的供热需求等问题，大大提高了供热质量及安全性。保证三台加热器同时运行大大提供了供热的可靠性和稳定性。

2.5.4  双向供暖后供热参数

由于法库县城热网供热距离较远（约为16km），地势高差较大（高达63m），而调兵山城区供热距离较近（约为7km），地势高差较为平坦，供热标准要求较高（室内温度22℃以上），如果煤矸石发电公司实现同时为调兵山城区以及法库县城供热，则供热参数需要进行相应的调整，以同时适应调兵山城区热网北线和法库县城热网的要求。

鉴于法库县城供热热网以及供热面积情况，经过计算，调整后煤矸石发电公司供热参数为：

供回水温度：110/60℃

供回水压力：1. 05/0.55MPa

静压值：0.75MPa

定压方式：旁通管定压，补水泵补水定压方式

热网首站供热量：360MW

供热面积：总供热面积670万m²，其中法库县城500万m²，调兵山城区170万m²。

2.5.5 现有采暖供热系统简图

一环网由厂内汽轮机以采暖抽汽（采暖抽汽参数为0.39MPa、245.6℃）经设在发电厂内的热网首站，经汽－水换热器，将采暖热网二环水加热至110℃送出厂外二环网，二环网回水温度为60℃； 供、回水均以发电厂围墙外1m为界，二环高温水通过首站循环水泵送至区域的热力站，采暖供热系统如附图所示。

 

 

 

 

附图  采暖供热系统

 

3   热网运行调节方式

热网运行调节采用质量流量综合调节方式。根据室外温度的变化，供热量的变化，调节抽汽量，然后调节循环水量和供回水温度，以满足热负荷的需求。

4 结  语

调兵山煤矸石电厂同时向调兵山城区、法库县城供暖保证了调兵山城区、法库县城发展建设的需要，减少了锅炉房燃煤的污染，同时提高了煤矸石发电公司的热效率以及经济效益。

 

作者简介：张艳庆(1985—)，男，工程师。2009年毕业于河南理工大学电气工程及其自动化专业，现任煤矸石发电公司设备部汽机高级点检员。联系电话：15898088020。