低真空循环水供热系统的运行管理_经营管理

摘要

摘要：对低真空循环水供热系统发电机组的安全运行、管网失水的控制、热网水力调节、热网监控与热计量进行了探讨。关键词：低真空循环水供热；运行管理；管网失水；水力调节；热网监控；热

摘要：对低真空循环水供热系统发电机组的安全运行、管网失水的控制、热网水力调节、热网监控与热计量进行了探讨。

关键词：低真空循环水供热；运行管理；管网失水；水力调节；热网监控；热计量

Operation Management of Low-vacuum Circulating Water Heat-supply System

CUI Haihong，CUI Limin

Abstract：The safe operation of generator unit for low-vacuum circulating water heat-supply system，the control of water loss of the heat-supply network，the hydraulic adjustment of the heat-supply net-work，the monitoring of the heat-supply network and the heat metering are introduced.

Key words：low-vacuum circulating water heat-supply；operation management；water loss of heat-supply network；hydraulic adjustment；monitoring of heat-supply network；heat metering

1 概述

由于近年来供暖热负荷需求增长较快，加之热电厂的供热能力不足，煤价上涨，热电企业效益逐年下滑。要扩大供热能力，就需要充分挖掘潜力，进行节能改造。通过考察论证，我公司在2006—2009年对2×12MW、1×24MW抽凝式汽轮发电机组进行了低真空循环水供热改造^[1]，提高汽轮机的排汽温度，将凝汽器的循环水作为热网热水为热用户供热，实现低真空循环水供热，2010—2011年供暖期供热面积达到200×10⁴m²。

虽然改造工作已完成，但低真空循环水供热系统的运行管理是一项长期且艰巨的工作。在考察中我们发现，有的热电企业由于运行管理出现问题，导致热网失水量大，无法控制，不能保证热电机组的安全运行；供热系统无热计量措施，仍按面积收费，出现热量大量损失等情况。因此，无论在改造中还是在运行管理中，都应充分借鉴他人的经验，吸取他人的教训，根据实际供热情况，实事求是地提出及落实各项措施，从而做好低真空循环水供热系统运行管理工作。

2 发电机组的安全运行

由于低真空循环水供热改变了发电机组的设计运行参数，势必对发电机组造成一定的影响。为保障发电机组的安全运行，主要工作集中在以下几个方面。

① 凝汽器承压

经过改造，凝汽器已成为供热系统的热源，工作压力波动范围较大。尤其在换热首站循环泵事故状态下，或系统切换出现问题时，凝汽器瞬间承压可能达到0.25～0.30MPa或更高。

由于我公司的供热区域位于平原地区，回水压力一般控制在0.2MPa以下。根据设备厂家提供的数据，凝汽器的实际承压能力可达到0.6MPa，能够包满足承压要求。但是为了应对热网突然解列等特殊情况，仍采取了以下措施：

a.3台发电机组已经运行6年，部分凝汽器铜管已经发生泄漏，并存在比较严重的结垢问题。考虑实际低真空循环水供热后，回水压力增加，并为了提高热高换热效率，将凝汽器内原有铜管全部更换为双螺纹不锈钢钢管，增强了凝汽器的承压能力和换热效果。b.换热首站设置4台热水循环泵，3用1备，选取运行中的1台与备用循环泵进行连锁控制，互为备用。c.在热网回水管道上加装压力安全阀，保证回水压力不超过0.2MPa。

② 凝汽器结垢

在进行低真空循环水供热改造前，发电机组已运行6年，凝汽器内铜管结垢、堵塞情况严重，传热系数降低，也使得通流面积减小，阻力增大，循环水量减少。在负荷一定的情况下，循环水温升将超过设计值。为了避免出现上述问题，采取了以下措施：采用热电厂内经过反渗透处理的除盐水作为补充水，有效阻止了结垢；在热网回水管道上加装除污器，并且在运行期间定期加药，有效地改善了循环水质，防止凝汽器堵塞。将铜管更换为双螺纹不锈钢管，增强了对管内水流的扰动，降低结垢概率，也增大了传热系数。

③ 供热系统补水

热网循环水采用热电厂内经过反渗透处理的除盐水，目前我公司具有400t/h的除盐水制备能力，可以满足热网补水的需要。在换热首站设有1台软水箱和2台补水泵，补水泵采用变频控制，以便控制热网压力恒定。

④ 机组运行方式

低真空循环水供热属汽轮机的一种变工况运行方式。经过改造，凝汽器成为供热系统的热源，热网中的热用户相当于冷却塔，利用汽轮机的排汽加热循环水。

在实际工程中，对循环水流程进行改造，加装电动调节阀，确保凝汽器能在热网与冷却塔间进行切换。根据供暖热负荷的需要，调整投运凝汽器数量，不用于对外供热的凝汽器循环水仍通过冷却塔。由于发电机组为抽凝式汽轮发电机组，改造后，可以通过调整电负荷和抽汽量控制发电机组排汽量，从而保证循环水温度在要求范围内，保持发电机组经济安全运行。

3 管网失水的控制

对于管网大量失水，若补水不足，将影响汽轮机的安全运行，并损失大量的除盐水和热量。解决及控制方法为：

① 方法1

用户热力站安装计量装置并实现远传。在用户热力站，供回水管道分别安装标定的超声涡街流量计以及温度计、压力表。所有信号：瞬时流量、热量、温度、压力、失水量以及累计流量、热量、失水量都通过GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)直接上传到监控中心，操作人员随时对管网的失水情况进行监测。

② 方法2

用户热力站的供水管道安装远程控制电动阀门，若出现大量失水，或需调节该用户热力站的流量时，监控人员在监控中心内即可进行操作。

③ 方法3

热用户选择和失水管理。在选择热用户时，主要选择原有规模较大且集中、失水率小的住宅小区和新建建筑。在供热合同中，对用户失水率进行规定。若用户热力站每月失水率超出合同限定值，则加收由此造成的除盐水成本及热量费用。

4 热网水力调节

① 换热首站

为了较好地实现水力平衡，并保证热用户不超压，经过多方咨询和考察，最终在换热首站内采用自力式压差控制阀和电动调节阀配合的方式实现热网的水力平衡调节。

② 监控中心

每个用户热力站的现场数据都随时通过GPRS上传到监控中心，操作人员能实时掌握整个热网的状况，在采用自力式压差控制阀进行水力平衡粗调的前提下，再根据各个用户热力站的实际运行情况，通过电动调节阀对用户热力站流量进行微调，从而调节整个热网的水力平衡。

③ 不利环路

根据实际运行数据和水力计算结果，找出最不利环路，采用水力平衡调节的方法进行调节，如果仍然不能解决，就需要采取以下方法：

a.对整个热网进行水力计算，对最不利环路采取逐步加大管径的方法进行计算，直至找出最合适的管径，根据计算结果将最不利环路的管道进行更换。b.将规格较大的支线末端连接起来，形成环路，有利于最不利环路的水力平衡。c.在不利支线各用户热力站增加回水增压泵。

5 热网监控与热计量

热网监控系统由组态监控软件组成，组态监控软件向用户提供一套友好的操作界面，具备曲线分析、报警分析、报表功能、调控功能等。组态监控软件动态监测每个用户热力站的运行情况，把各热力站的温度、压力、流量、用热量等参数上传至监控中心，完成现场的模拟量(压力、温度、流量等)、状态量(泵、阀门状态)的测量，并完成相应物理量的上下限比较以及全网数据显示、自动控制等功能，可以方便地显示热力站的最新数据。对于历史数据，组态监控软件会自动将各热力站的运行数据存入历史数据库，以方便分析使用。通过组态监控软件，能精确地显示供回水流量、压力、失水量和用热量等参数的瞬时值及流量、用热量、失水量的累积值，并能保存历史数据，能够通过U盘将历史数据导出并打印。

在每个用户热力站内设置封闭的热计量间，按计量的用热量收费。流量测量采用超声涡街流量计，温度测量采用精密铂电阻PT1000，压力测量采用3351压力变送器，二次仪表采用小型化流量积算无纸记录仪，计量装置必须经过国家认可的计量检测部门检测合格。热计量间要求保证流量计对直管段长度的安装要求，且封闭独立。用户热力站配有220V电源及照明灯，用热方应确保热力站的电力供应，若发生电力故障，应在1h内通知供热方。

6 结语

通过实施以上运行管理办法，2006—2009年供暖期低真空循环水供热系统一直稳定良好运行，失水率控制在1.1%左右，各年平均热负荷指标为30W/m²左右，2009年由于天气寒冷热负荷指标为33.7W/m²。低真空循环水供热经济社会效益显著，但只有依靠先进的监控系统和严格的运行管理，才能最大限度地实现安全供热、节约能源、提高运行效率。

参考文献：

[1] 崔海虹，崔立敏.热电厂低真空循环水供热改造及节能分析[J].煤气与热力，2011，31(7)：A01-A03.

(本文作者：崔海虹崔立敏石家庄诚峰热电有限公司河北石家庄 050800)