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小区锅炉房及供热系统的改造_图文

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2008年第 6 期

冶金动力

总 第 130 期

METALLURGICAL POWER

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小区锅炉房及供热系统的改造
张志茹
(河北新烨工程技术有限公司,河北张家口 075100)

【摘 要】通过对某小区锅炉房供热系统改造工程设计实例的分析,探讨了把 95~70 ℃热水采暖系统的

回水用作低温地板辐射式采暖系统的供水这一技术的创新应用。

【关键词】低温地板辐射供暖; 散热器对流式供暖; 串联运行

【中图分类号】TH44

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764(2008)06-0031-04

Reconstruction of Boiler House and Heating System in Residential Block
ZHANG Zhi-ru
(Hebei Xinye Engineering Technology Co., Ltd., Zhangjiakou, Hebei 075100, China)
【Abstract】Based on analysis of a design example of reconstruction engineering of the heating system for the boiler house in a living quarter, an innovative application was dis- cussed: using return water from the 95~70 ℃ hot water heating system as water supply of the radial heating system of low temperature floor.
【Key words】radial heating of low temperature floor; radiator convection heating; series operation

1 引言
宣钢解放南居民小区 10 t/h 锅炉房原为该小区 配套的供暖设施,2002 年随着小区的建设同步建成 投入使用。该 10 t/h 锅炉房负责小区建筑面积近 7 万 m2 居民楼冬季采暖的热源供应。位于该小区南面 2004 年新建的上谷现代城小区,其居民楼的采暖原 为每户独立安装燃气采暖炉,采用低温地板辐射供 暖。经过两个采暖期的运行后,存在每户居民使用 城市煤气的费用相对比较高,同时存在高峰期城市 煤气供应紧张的情况,为了解决高能源消耗及降低 采暖成本,利用两个小区毗邻的优势,把采暖热源从 解放南小区引入,通过方案比较论证,决定对解放南 小区锅炉房进行改造。
2 改造前系统概况
2.1 锅炉房内设备现状 解放南小区 10 t/h 锅炉房内原有 10 t/h 蒸汽锅
炉一台(包括锅炉配套辅机一套)、汽—水板式换热 器两台、除氧器一台、锅炉给水泵两台(一用一备)、 循环给水泵两台(一用一备)、凝结水泵两台(一用一 备)、除氧水泵两台(一用一备)、软化水装置一套、软 水箱一个、凝结水箱一个、定压补水变频泵两套(一 用一备)、分汽缸、分水器、集水器各一台。 2.2 改造前系统流程

锅炉产生的蒸汽经汽水换热器换成热水后通过 小区室外供水管网送至用户,采暖回水经室外回水 管路回到集水器,再分配到换热器进行热交换;与此 同时自来水经软化、除氧处理后通过锅炉给水泵经 省煤器送至锅炉加热成蒸汽,如此循环往复。
改造前工艺流程见图 1 所示。
3 设计方案的制定
根据两个小区供暖系统的特点,把解放南小区 95~70 ℃热水采暖系统的回水用作低温地板辐射式 采暖系统的供水,既能实现两个小区采暖系统的大 串联运行,又能实现两个小区采暖系统的独立运行。 3.1 制定工艺流程
城市生活给水经全自动软水器制出的软水经软 水泵送入大气式除氧器进行除氧,然后再经锅炉给 水泵送入锅炉;与此同时锅炉产生的蒸汽经汽水换 热器换成热水后通过小区室外供水管网送至解放南 小区用户,采暖回水经循环水泵送至上谷现代小区 做为采暖供水,回水经室外回水管路回到锅炉房集 水器,再分配到换热器进行热交换,如此循环往复。
改造后工艺流程见图 2 所示。 3.2 确定工艺设备技术参数 3.2.1 确定采暖热媒
采暖热媒分为三种;分别是热水、蒸汽和热风,

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Z ZZ

分汽缸

Z

R1 R1 分水器

R1

R1

原有

原有

换热器

换热器

N

N

R2

R2

集水器

R2

R2

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蒸汽锅炉 10t/h (原有)

G1

S



S

软化 S1



自来水

装置



S

除氧

S2

装置

S1

凝结 水箱 G1
N

解放 南小区 7万

图 1 改造前工艺流程示意图

居民采暖应选用热水作为热媒。

不可避免的存在漏损量,加之散热器出口人为的放

热水采暖目前有两种工艺系统,一种是采用热 水,造成系统的补水量大大增加,在软水系统来不及

水锅炉生产的热水直接作为采暖供水;另一种是采 制备的情况下,大量的未经软化、除氧的水直接用作

用蒸汽锅炉,产生的饱和蒸汽经汽水换热器交换出 锅炉补给水,受热面积垢将使管壁温度急剧增加,严

热水再供给用户采暖。通过对两种方案作详细的比 重时会使管子烧坏引起爆炸等事故;同时结垢锅炉

较,后一种工艺方案有以下几个方面优点:

传热效率降低使锅炉热效率降低,使燃料量增加,。

(1) 同样吨位的蒸汽锅炉比热水锅炉产生的热

采用蒸汽锅炉换热的方式供暖,就可避免上述

能大

问题的产生。大量的补水不直接加入到锅炉内,而是

蒸汽锅炉所带的采暖面积约是热水锅炉的 1.5 加入到换热器及供回水管路的系统中,从而杜绝了

倍,所以采用热水锅炉满足上谷现代小区 13 万 m2 未经处理的水进入锅炉带来的隐患及事故的发生。

的采暖面积需新增 10 t/h 的热水锅炉两台,这样不

(3)运行成本低

仅造价成倍增加,而且原有的锅炉房需要重新建设,

通过实践及理论计算,蒸汽锅炉系统的运行费

总平面位置也没有扩建的地方;

用比热水锅炉系统的要低很多。

(2)采用蒸汽锅炉系统运行稳定

3.2.2 工艺技术参数

如果采用热水锅炉直供采暖,因整个热水系统

(1)新增蒸汽锅炉

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Z ZZ 分汽缸

R1 R1 分水器
R1 R1 R1

集水器 R3

原有

原有

新建

换热器

换热器

换热器

N

N

N

R3

Z

R4
上谷 现代城 13万

蒸汽锅炉 10t/h (原有)

蒸汽锅炉 10t/h (新建)

G1

S



S

软化 S1



自来水

装置



S

除氧

S2

装置

S1

凝结 水箱
G1 N

R2
解放 南小区 7万

图 2 改造后工艺流程示意图

方案制定后,根据计算的采暖热负荷确定新增 为居民建筑物,所以把锅炉房扩建成能容纳两台 10

SZL-10 型的蒸汽锅炉一台(包括所有配套辅机); t/h 的锅炉是设计的难点。在不扩建锅炉间的前提

(2)新增换热器

下,把原有的锅炉基础拆除,对现有的面积进行了

根据锅炉产生的热负荷及供回水采暖温度计 重新设计定位,两台锅炉东西方向平行布置;把锅

算选择新增整体式汽—水换热器 ZTR-96 一台,配 炉除尘间向南侧扩建了 6 m,安置了鼓风机、引风

套两台循环水泵及定压补水泵两台;

机、除尘器及烟囱;从结构上解决了锅炉烟道穿越

(3)新增循环水泵

梁柱的问题;新增的三台循环泵安置在原有的水泵

通过采暖热负荷计算出总管的热媒流量,结合 间。

路由计算出管网的压力损失,然后确定去上谷现代 城小区的循环水泵,共三台两用一备。
泵的流量:Q=365、500、610 m3/h 扬程 H=47、44、36 m 3.2.3 锅炉房扩建及设备平面布置 因原有锅炉房建设时,仅负责解放南小区采暖 的热源,并没有预留可发展的余地。锅炉房四周均

4 改造后运行效果及效益分析
4.1 改造后运行效果 此项目于 2006 年 10 月 5 日扩建完工,2006 年
采暖期投入运行,一次试车成功,经过近两个冬季 的连续运行,直到目前未发现工艺生产中存在任何 问题。两个小区运行平稳、管路没有出现堵塞现象, 居民室内采暖温度达到 18~22 ℃。(下转第 36 页)

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表 4 夏季工况循环水需求量表

机组容量/MW 凝汽量/(t/h) 冷却倍率 凝汽器用量/(m3/h) 冷油器用水/(m3/h) 发电机空冷器用水/(m3/h) 总水量/(m3/h)

1×15

1×64.66

70

4526.2

120

150

4796.2

故选用一座 5 000 m3/h 的双曲线冷却塔 2.3 选址可行性分析
在动力厂发电三座玻璃钢双曲线冷却塔下方, 撤除原煤焦化公司废弃精制车间设施,其场地面积 能满足新建 15 MW 发电机组的建设需要。
3 实施方案
新建一台容量 15 MW,电压等级 6.3 kV 的中温 中压凝汽式汽轮发电机组,同时配套建设一座出力 为 5 000 m3/h 的玻璃钢双曲线冷却塔的循环水系 统,配置一台容量为 31500 kVA、6.3/38.5 kV 的升压 变压器及相应的水、电、土建、自控仪表、通风设施 等,新建发电系统升压站,余热发电机组经 0# 变电 所升压后与中央变电所 35 kVⅠ、Ⅱ母线并网运行。
该项目共需投资 6731 万元。于 2006 年 4 月组 织进行公开设计招标,最终由中国轻工业长沙工程 公司负责设计工作。同年 10 月份破土动工, 2007 年 10 月 2 日 15 MW 中温中压凝汽发电机组建成投 运。
4 项目效益分析
4.1 社会效益 本项目实施后,充分利用了公司富裕的蒸汽,达
到节能降耗、改善环境、提高经济效益的目的。同时 进一步提高了公司自发电的能力,在一定程度上缓 解公司电力资源紧张而制约生产的局面和提升在系 统故障状态下自发电保证铁片区供电安全系数。 4.2 经济效益
新建机组自 2007 年 10 月份投运以来,运行平

稳,且达到满负荷运行,实现经济效益最大化,计算 如下:
发电机组按年运行 7 200 h 计 (按一般设备运 行时间考虑),年发电量:
15000kW×7200h = 10 800 万 kWh 目前公司购入的不含税电价为 0.427 元/kWh, 年发电创直接经济效益: 10800 万 kWh/年×0.427 元/kWh=4 611.7 万元 年运行成本:以动力厂发电单位成本为 0.24 元/ kWh 计,年运行费用: 0.24 元/kWh×10800 万 kWh/ a=2892 万元/ a 每年净收益: 4611.7 万元-2892 万元=1 719.7 万元 投资回收期: 6731 万元/a÷1719.7 万元/a=3.9 a 本项目自建成投运后,预计 4 年左右即可收回 所有投资。
5 结束语
新增 15 MW 发电机组竣工投产后,机组运行 效果良好。充分利用了公司富裕的蒸汽能力,深挖内 潜,有效调节蒸汽系统平衡,大力发展热电联产,适 应国家产业政策,实现合理、科学利用二次能源。
[参 考 文 献] [1]杨世铭主编.传热学[M].北京:高等教育出版社出版.1998. [2]施燮均.王蒙聚.肖作善.热力发电[M].北京:中国电力出版社.
收稿日期:2008-06-11 作者简介:马俊(1971-),男,2003 年毕业于中央电大工商管理专 业,大学本科,电气工程师,现从事动力能源管理工作。

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(上接第 33 页)

5 结束语

4.2 经济效益分析 本工程仅投资新增一台 10 t/h 的锅炉,就解决

采用新工艺新技术,把 95~70 ℃热水采暖系统 的回水用作低温地板辐射式采暖系统的供水,既能

了 13 万 m2 的采暖热源,节省了一台 10 t/h 锅炉及 实现两个小区采暖系统的大串联运行,又能实现两

其配套辅机的设备费用以及燃料、运行管理费用,节 个小区采暖系统的独立运行,这在宣钢乃至地区都

省一次性建设投资近 300 万元,一个冬季的采暖期 属首次设计和应用,这为今后居民小区采暖系统的

可节省燃料、运行管理费用 200 万元。

设计提供了很好的模式和可借鉴的宝贵经验。

采暖回水得到二次利用,同时减少了一台 10 t/

收稿日期:2008-06-06

h 锅炉的排污水量,从而大大节约了宝贵的水资源; 省掉了新建锅炉房的占地面积,节约了宝贵的土地

作者简介:张志茹(1972-),女,毕业于沈阳理工大学,工程师,现在设 计院从事热力、燃气等专业设计。

资源,减少了环境污染。




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