近年来,我国能源和环境问题日趋严峻,随着国家《能源法》的颁布实施和世界能源的日益短缺,节能工作的重要性日益凸显。提高小型供热机组的循环水综合利用效率,并降低环境污染,已成为当前能源行业亟待解决的关键问题之一。随着国家能源政策的调整,一些小容量凝汽器式发电机组逐渐被列入关停之列,按照国家对小火电的考核原则:只有热电联产的机组,达到机组综合热效率45%以上,热电比大于100%,才允许继续经营。对小型发电机组进行低真空循环水采暖改造,通过高背压下的排汽加热循环水,用热力发电过程中最大的冷源损失来为城市提供居民采暖,是小型机组实现热电联产,提高电厂整体经济性的简易办法。

1、循环水采暖的实用性分析

对小型机组进行循环水采暖改造,取代城市分散的小型采暖锅炉,从而减少向大气排放烟尘,改善人民生活条件,改善社会环境,控制大气烟尘污染,不仅对电力企业有利,而且符合国家的相关政策,能取得很好的社会效益。目前很多热电厂由于当时受到建设场地的限制,积水池和冷却面积偏小,运行不久塔内就会沉积大量的杂质和泥垢,严重堵塞了填料的缝隙,致使水流不畅,耗用大量的电能。另外,由于积水池有限,塔内沉积的泥土、杂质等来不及沉淀就回到循环水中,这些泥垢在凝汽器铜管内壁附着,致使铜管结垢,换热效果变差,排汽温度升高,形成换热的恶性循环。如果使该机组利用循环水供热,一是可以解决冷却塔冷却效果不良的问题;二是循环水采用较为洁净的软化水,防止了在凝汽器铜管内壁结垢的问题;三是该机组本身的排汽温度高,利用循环水供热后排汽温度相对其它机组提高得较少,对机组的影响小。

循环水余热回收供暖系统优化节能项目的基本原理是通过降低凝汽器真空,提高汽轮机排汽温度,将凝汽器的循环水直接作为采暖用水给热用户供热。汽轮机改为低真空供热后,热用户实际上就成为热电厂的“冷却塔”,汽轮机的排汽余热可以得到有效利用,避免了冷源损失,大大提高了热电厂能源的综合利用率。

2、循环水余热回收供暖系统技术改造要点分析

在汽轮机凝汽器冷却循环水的出口安装循环泵,用以实现循环水在供暖系统内的循环;加装1套补水装置和滤水器,用来为供暖系统补水;在冷却塔的进出水口安装阀门,冬季供暖时,关闭冷却塔的进出水阀门,使循环水直接进入供暖系统内,将冷却塔循环水蒸发散失的热量回收利用;供暖期结束后打开冷却塔的进出水阀门,系统恢复正常,使循环水进入冷却塔降温后循环使用。

由于机组提高排汽温度,降低凝汽器真空,改变了机组的设计运行参数,势必对机组造成一定的影响,为保障机组安全,必须进行相关的系统优化。可对凝汽器的承压部件管板等进行加固改造。安装2台热水循环泵,互为备用,互相联锁,保证热网正常循环。在热用户回水管路上加装安全阀,供热循环水回路上安装逆止阀。虽然排汽温度升高易引起铜管的结垢,但热网循环水采用化学处理过的软化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品质有很大提高。相对于以前该机的循环水状况来说,情况大大改善,结垢问题比以前减少。另外还可以定期采用胶球清洗装置对凝汽器进行清洗。

机组启停过程中,为保证供热的稳定性,需要进行2个系统的切换。机组启动前,采用交换站供热系统进行供热;机组正常带负荷运行后,再逐渐切换到循环水供暖系统中。机组在低负荷运行时循环水温升减小,不能保证供暖需求时,需要利用交换站内热交换设备对系统进行二次补充加热,以达到采暖水网的温度要求。

3、循环水供暖技术改造效益分析

循环水供暖技术改造是一项良好的节能项目,改造后的系统不仅充分利用了余热,创造了良好的经济效益,还有其他一些优点。

节约人力、设备及换热站的投资。利用该技术是把热电厂汽轮机加热的循环水直接供到千家万户,不需建设各区换热站,这样可以节约管理换热站的人力和换热站所有设备的投资及固定厂房、供电、供汽、供水系统等。

布局合理,安装方便。该技术供水温度在70℃以下,管道膨胀比蒸汽管道小好几倍,可以直埋地下,避免了原来蒸汽管道在城区内架空安装,并设有许多过道弯和膨胀弯,影响市区美观。安装方便是指该供暖的供回水管网直接沿街道延伸到各住户楼接口。各住户楼可以直接接入使用。

运行安全可靠,温度全天舒适。该技术是由热电厂汽轮机冷却系统与各采暖用户构成的封闭循环,所以只要热电厂不发生重大事故,该采暖系统均可稳定运行,不受区域性停水停电的影响,故运行安全可靠。又因为属水暖系统,并且全天汽轮机是根据天气情况,以用户需要的温度来调整电负荷稳定运行,所以保证天天室内温度舒适。

4、结语

循环水余热回收供暖系统改造项目实施后,可大大减少设备、管网维修量,减少扰民,提高设备及管网的使用寿命,解决冷热不均的现象,有效地减少二次水人为失水现象,大大减少了软化水的排放,消除了钠离子交换再生废液对地下水的污染,有利于环境保护。通过回收利用凉水塔蒸发散失的热量,年节约大量标煤,从而减少了烟尘及二氧化硫的排放,取得了显著的节能和环保效果。