摘 要:本文通過對西藏某燃機電廠采暖系統(tǒng)設(shè)置的必要性、設(shè)計原則和設(shè)計方案的分析，闡述了西藏地區(qū)燃機電廠采暖系統(tǒng)的設(shè)置特點，對該電廠的采暖系統(tǒng)的設(shè)置提出了初步建議。

關(guān)鍵詞:采暖系統(tǒng) 熱媒 熱網(wǎng) 燃機電廠

中圖分類號:TU995 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0114-02

1 工程概述

本工程建設(shè)1臺容量為180MW的9E級燃油/氣聯(lián)合循環(huán)機組，計劃拆遷廣州華潤南沙熱電廠9E機組。廠址位于拉薩市堆龍德慶縣乃瓊鎮(zhèn)西北面約3km處的堆龍曲南岸，距拉薩市中心直線距離約17km。

2 采暖系統(tǒng)

2.1 室外設(shè)計參數(shù)

夏季通風(fēng)室外計算干球溫度19℃，夏季空調(diào)室外計算干球溫度22.8℃，夏季空調(diào)室外計算濕球溫度13.5℃，夏季通風(fēng)室外計算相對濕度54％，冬季采暖室外計算干球溫度－6℃，冬季空調(diào)室外計算干球溫度－8℃，冬季空調(diào)室外計算相對濕度75%，夏季大氣壓力652.3hPa，冬季大氣壓力650.0hPa，日平均溫度≤＋5℃的天數(shù)149天。

2.2 采暖系統(tǒng)設(shè)置的必要性

2.2.1 拉薩地區(qū)采暖現(xiàn)狀

拉薩市地處喜馬拉雅山脈北側(cè)，全年多晴朗天氣，降雨稀少，采暖設(shè)計室外溫度-6℃，采暖期為149天。一般采暖期為每年11月至次年3月。拉薩市處于高寒地帶，由于青藏高原缺乏煤炭等燃料，拉薩市一直沒有上規(guī)模的集中供暖設(shè)施。盡管這個“日光城”每年的日照時間長達(dá)3400多個小時，但晝夜溫差大，在漫長的冬季，白天靠太陽取暖，夜間較為寒冷，冬季居住條件艱苦。目前，大多數(shù)單位和居民沒有采暖設(shè)施，大多數(shù)建筑仍以自然光采暖為主，部分建筑還以薪柴、牛糞、煤等方式取暖，室內(nèi)溫度低。近年來，雖然有了水電和部分太陽能設(shè)施，可是單個使用成本都比較高，居民使用太陽能基本還停留在大玻璃窗采暖的層面。僅有一些企事業(yè)單位、賓館、旅店使用燃油鍋爐采暖，或者使用電暖器、暖風(fēng)機和熱泵空調(diào)取暖。因此，解決冬季取暖問題一直是困擾拉薩市的一大難題。

2.2.2 本工程采暖系統(tǒng)設(shè)置的必要性

在冬季，本工程的工藝系統(tǒng)中很多設(shè)備及管道在溫度低于0℃的情況下均有凍結(jié)的危險，所以需要考慮采暖設(shè)施。如果采用燃油/氣聯(lián)合循環(huán)機組，該機組的運行特性為開啟比較頻繁，幾乎每天都有可能起停。由于該機組是從廣州搬遷至拉薩，兩地冬季的氣象條件差異巨大，一旦機組停止運行，若沒有考慮特殊的防凍措施的話，燃機房，余熱鍋爐房及汽機房內(nèi)的設(shè)備及管道均有凍結(jié)危險，引起設(shè)備的損壞，無法再次啟動。

2.3 采暖系統(tǒng)主要設(shè)計原則

2.3.1 采暖方式的選擇

本工程可供選擇的采暖方式有以下兩種:分散采暖(直接電采暖和熱泵空調(diào))及集中采暖。1)分散采暖:一般分散采暖包括直接電采暖、熱泵采暖、地?zé)岵膳图矣脿t具采暖等。為了防止環(huán)境污染，尤其是大氣環(huán)境污染，西藏應(yīng)嚴(yán)格限制煤炭分散燃燒。目前，西藏大部分賓館、飯店和部分企事業(yè)單位用電采暖或者使用燃油鍋爐集中采暖。除了城市熱網(wǎng)集中供熱，電采暖是最便捷的供熱方式之一。電采暖簡單方便，靈活性強，包括直接電熱轉(zhuǎn)換(即電暖器和電加熱空調(diào))和熱泵空調(diào)。根據(jù)相關(guān)研究資料表明，直接電采暖的運行費用為熱泵采暖的3倍左右。所以，如果采用電采暖，應(yīng)盡量使用熱泵型空調(diào)設(shè)備，降低取暖費開支。熱泵型空調(diào)的初投資比直接電采暖設(shè)備的初投資要高許多。但是普通的熱泵型空調(diào)在冬季室外溫度低于-5℃的情況下，熱泵系統(tǒng)無法運行，完全靠電加熱采暖，非常不經(jīng)濟。2)集中采暖:集中采暖是國內(nèi)外集中采暖地區(qū)普遍采用的供暖方式。集中采暖是由集中熱源所產(chǎn)生的蒸汽或熱水通過熱網(wǎng)供給某一地區(qū)生產(chǎn)和生活使用的供熱方式，它由熱源、熱網(wǎng)及熱用戶三個部分組成。熱源主要是熱電站和區(qū)域鍋爐房(工業(yè)區(qū)域鍋爐房一般采用蒸汽鍋爐，民用區(qū)域鍋爐房一般采用熱水鍋爐)，以煤、重油或天然氣為燃料；有的國家已廣泛利用垃圾作燃料。工業(yè)余熱和地?zé)嵋部勺鳠嵩?。熱網(wǎng)分為熱水管網(wǎng)和蒸汽管網(wǎng)。集中采暖的主要優(yōu)點是提高能源利用率、節(jié)約能源。目前，在拉薩市城市集中供熱系統(tǒng)沒有建成的情況下，使用燃油鍋爐集中采暖也是西藏大部分賓館、飯店和部分企事業(yè)單位采取的主要措施，這種采暖方式的末端設(shè)備可以采用散熱器/暖風(fēng)機以及中央空調(diào)的末端裝置。經(jīng)濟性是比較好的。

2.3.2 工程方案

綜合以上分析，本工程擬考慮設(shè)置廠區(qū)集中采暖系統(tǒng)，在燃油/氣聯(lián)合循環(huán)機組正常運行的時候，加熱熱源采用機組產(chǎn)生的蒸汽，在機組停止運行的時候，采用采暖鍋爐產(chǎn)生的蒸汽作為備用加熱熱源。作為加熱熱源的蒸汽在采暖換熱站內(nèi)經(jīng)過汽水熱交換將作為采暖熱媒的熱水加熱。本工程所在地的夏季空調(diào)室外計算(干球)溫度為22.8℃，故對于輔助附屬建筑來說，僅在對于溫度要求較高的控制室中設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，其余房間不考慮設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，僅考慮在冬季設(shè)置采暖設(shè)施，納入廠區(qū)集中采暖系統(tǒng)。這樣大大降低了工程的初投資，以及冬季運行時的電負(fù)荷。

2.4 采暖系統(tǒng)主要設(shè)計方案

2.4.1 采暖熱媒

(1)采暖熱媒的選擇。電廠比較常用的采暖方式分為蒸汽采暖和熱水采暖。對于燃機電廠宜采用熱水系統(tǒng)，具體理由:1)燃機電廠的各生產(chǎn)建筑物具有易燃、易爆的房間較多，參照GBJ19的規(guī)定及GB50028-1993《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》中5.6.11的規(guī)定，采暖系統(tǒng)宜采用熱水循環(huán)式。2)蒸汽采暖疏水不易回收，漏氣量多，汽耗增大，運行費用比熱水采暖高。經(jīng)過綜合測算，熱水采暖比蒸汽采暖節(jié)能30%～40%。3)蒸汽采暖表面溫度高，變化大，空氣易干燥，不衛(wèi)生。因為管道和散熱器表面溫度高，灰塵易積聚后產(chǎn)生生化現(xiàn)象并產(chǎn)生異味而污染室內(nèi)空氣，衛(wèi)生條件差，舒適感差，易燙傷人。由此，對于燃機電廠從安全運行和經(jīng)濟效益方面考慮，宜采用熱水采暖。

(2)采暖熱媒的來源。本工程的采暖熱媒采用110/70℃熱水，來自位于采暖鍋爐房內(nèi)的采暖換熱站。加熱熱媒為熱機專業(yè)提供的0.4MPa飽和蒸汽。采暖換熱系統(tǒng)選用一套汽水換熱機組，主要參數(shù)為:被加熱水供回水溫度:110/70℃，加熱蒸汽參數(shù):0.4MPa(表壓)飽和蒸汽，蒸汽耗量:2.5t/h，供熱量:2×1000kW，循環(huán)水量:26m3/h。主要設(shè)備包括汽水換熱器2臺；循環(huán)水泵2臺，一臺運行，一臺備用；選用一臺補水泵，補水點壓力0.2MPa。熱水采暖系統(tǒng)補充水的備用水源為除鹽水，由化水專業(yè)提供。換熱器蒸汽冷凝水首先用于系統(tǒng)補水，剩余部分送至冷凝水回收管網(wǎng)。

2.4.2 加熱熱源

采暖系統(tǒng)所用蒸汽加熱熱源來自熱機專業(yè)的輔汽系統(tǒng)。在聯(lián)合循環(huán)機組正常運行的時候，輔汽聯(lián)箱的蒸汽來自余熱鍋爐低壓蒸汽；在機組停止運行的時候，輔汽聯(lián)箱的蒸汽就需要采用備用熱源，備用熱源來自采暖鍋爐。采暖鍋爐房的配置，選擇蒸汽鍋爐兩臺，一用一備，設(shè)備主要參數(shù)滿足采暖要求，鍋爐的燃料可采用燃油或燃?xì)狻?/p>

2.4.3 室內(nèi)采暖系統(tǒng)

主廠房按維持室內(nèi)+5℃采暖計算冬季采暖熱負(fù)荷，計算時不考慮設(shè)備和工藝管道的散熱量。汽機房采暖采用散熱器，分別設(shè)置于在底層、夾層及運轉(zhuǎn)層。余熱鍋爐房采暖采用散熱器和暖風(fēng)機聯(lián)合系統(tǒng)。為了降低“煙囪效應(yīng)”對鍋爐房冬季采暖的不利影響，本著安全、可靠、節(jié)約能源的原則，從設(shè)計和運行管理上采取以下措施:①鍋爐房下部采取封堵措施，盡可能將運轉(zhuǎn)層平臺封閉，減少0.00m層的冷風(fēng)滲透量；②在運行管理上要避免冬季鍋爐直接從室內(nèi)吸風(fēng)。在其他需要采暖的輔助生產(chǎn)及輔助建筑內(nèi)也均采用散熱器采暖。本工程的建筑物采暖熱指標(biāo)根據(jù)《火力發(fā)電廠采暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL/T5035-2004中的規(guī)定選取。全廠采暖負(fù)荷統(tǒng)計表如表1所示。

2.4.4 廠區(qū)采暖熱網(wǎng)

熱能輸送由熱網(wǎng)承擔(dān)，供熱管道由鋼管、保溫層和保護層組成，其結(jié)構(gòu)和材料選擇依敷設(shè)而異。本工程全廠設(shè)置采暖熱網(wǎng)，廠區(qū)采暖管網(wǎng)的敷設(shè)范圍:主要包括廠區(qū)所有新建的需要采暖的建筑物、生產(chǎn)輔助建筑物等。廠區(qū)采暖管網(wǎng)采用枝狀結(jié)構(gòu)，采暖熱網(wǎng)采用雙管閉式循環(huán)系統(tǒng)。管道敷設(shè)有架空、管溝和直埋三種方式。本工程廠區(qū)熱網(wǎng)采用直埋管道敷設(shè)或者架空方式將熱水送至各用戶，直埋管道采用工廠化高密度聚乙烯保護層聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料預(yù)制保溫管。在自然補償不能滿足要求的前提下，采暖熱網(wǎng)管道的補償器采用直埋波紋補償器。

3 結(jié)論

通過以上對比分析可以看出，本工程設(shè)置集中采暖系統(tǒng)有以下優(yōu)點:(1)不僅滿足了工藝專業(yè)的要求，使工藝專業(yè)不再額外地考慮冬季防凍措施，同時也滿足了冬季廠區(qū)生產(chǎn)生活對于溫度的要求，設(shè)置散熱器能讓熱量分布更均勻。(2)主要利用了電廠已有設(shè)備產(chǎn)生的蒸汽作為熱源，減少了電能的消耗，節(jié)能效果明顯，也降低了電廠廠用電指標(biāo)。(3)由于集中采暖系統(tǒng)的設(shè)置，而減少了大量的熱泵+電熱型分體空調(diào)，對于初投資和運行費用都具有顯著的改善作用。

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