.國陽新能三電廠供熱機(jī)組冷凝熱回收節(jié)能技術(shù)改造工程可行性研究報(bào)告太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院2007年1月文 件 簽 署院 長 陳新華院 總 工 馮文化所 長 蘇保青所 總 工 梁則智項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 蘇保青主要參編人員蘇保青 梁則智 郝存中 王美萍 劉霞 孫春艷目 錄1概述1.1陽泉市地貌與氣候特征1.2國陽新能的基本情況1.3城市供熱規(guī)劃情況1.4可行性研究的編制依據(jù)1.5可行性研究的范圍1.6可行性研究的技術(shù)原則1.7利用熱電廠冷凝熱集中供熱的意義1.8利用熱電廠冷凝熱集中供熱的方法2熱負(fù)荷2.1自然氣象條件2.2供熱范圍及熱負(fù)荷2.3供熱系統(tǒng)劃分2.4耗熱量指標(biāo)與供熱參數(shù)確定2.5熱負(fù)荷確定2.6年供熱量3熱源3.1冷凝熱回收與節(jié)水估算3.2冷凝熱利用方法3.3熱泵機(jī)組選擇3.4熱泵系統(tǒng)與原供熱系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行方式3.5熱源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)4一次供熱管網(wǎng)4.1 管網(wǎng)布置設(shè)計(jì)4.1.1 管網(wǎng)布置原則與思路4.1.2 主干線走向及定位4.1.3 敷設(shè)方式及熱補(bǔ)償方式4.1.4 閥門與補(bǔ)償器設(shè)置4.1.5 管道防腐保溫4.2一次管網(wǎng)水力計(jì)算與工作壓力確定4.2.1水力計(jì)算依據(jù)4.2.2水力計(jì)算成果4.3運(yùn)行調(diào)節(jié)4.3.1運(yùn)行調(diào)節(jié)依據(jù)4.3.2運(yùn)行調(diào)節(jié)方式 4.4 水錘防范5熱力站5.1熱力站選址5.2熱力站規(guī)模的確定5.3熱力站工藝方案5.4 熱力站運(yùn)行調(diào)節(jié)5.5 熱力站設(shè)備選擇6熱工測(cè)量與自動(dòng)控制6.1熱工測(cè)量與自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想6.2熱泵站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制6.3 熱力站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制6.4集中供熱系統(tǒng)監(jiān)控7 節(jié)能分析7.1節(jié)能設(shè)計(jì)依據(jù)與原則7.2節(jié)能效益分析8 環(huán)境保護(hù)8.1噪聲控制8.1.1概述8.1.2主要噪聲源8.1.3降噪聲措施8.2社會(huì)效益與環(huán)境效益分析9勞動(dòng)安全和職業(yè)衛(wèi)生9.1編制依據(jù)9.2生產(chǎn)過程中職業(yè)危險(xiǎn)、危害因素的分析9.3防范措施9.4勞動(dòng)安全衛(wèi)生機(jī)構(gòu)9.5本工程勞動(dòng)安全衛(wèi)生預(yù)評(píng)價(jià)10管理機(jī)構(gòu)及人員編制10.1管理機(jī)構(gòu)10.2人員編制11項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃12投資估算及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)12.1投資估算12.2 資金籌措12.3經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)13結(jié)論與建議13.1結(jié)論13.1建議與問題附件：1 國陽新能股份有限責(zé)任公司可行性研究委托書2陽泉市規(guī)劃局關(guān)于國陽新能桃南集中供熱工程規(guī)劃意見3陽泉市環(huán)保局關(guān)于國陽新能桃南集中供熱工程的環(huán)保意見附表：附表1 冷凝熱集中供熱工程主要材料設(shè)備表附表2 新桃北供熱系統(tǒng)水力計(jì)算成果表附表3 新桃北供熱工程總成本估算表附表4 新桃北供熱工程損益表附表5 新桃北供熱工程現(xiàn)金流量表附表6 冷凝熱集中供熱工程估算表附圖：附圖1 熱泵站工藝流程圖附圖2 熱泵站工藝平面圖附圖3 熱泵站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制原理圖附圖4 新桃北供熱系統(tǒng)熱區(qū)劃分圖附圖5 新桃北供熱系統(tǒng)一次管網(wǎng)平面圖附圖6 新桃北供熱系統(tǒng)管網(wǎng)水壓圖附圖7 新桃北供熱系統(tǒng)水力計(jì)算簡圖附圖8 熱力站工藝系統(tǒng)圖1概述1.1陽泉市地貌與氣候特征陽泉市位于山西省東部中側(cè)，山西黃土高原東北部，地處太行山脈北段，地理位置：北緯37度51分；東經(jīng)113度33分。地勢(shì)：西北高，東南低。陽泉地區(qū)屬溫帶較寒冷的大陸性氣候，空氣干燥，蒸發(fā)量大于降雨量34倍，冬季少雪，春季多風(fēng)，秋季較短，夏季雨量集中。冬季長約5個(gè)多月，月份最冷，月平均溫度-3.9；6月中旬至8月中旬為夏季，7月最熱，月平均溫度23.9，年極端最高溫度39.4，每年最高溫度天數(shù)平均為4天。年平均降水量565.8毫米，降水量年際變化差距很大，多雨年（1963）達(dá)995.7毫米，少雨年僅為302.6毫米（1972年）。年內(nèi)分配差距也較大，其中50%以上降水量集中在7、8月。1966年8月23日陽泉市一天降雨量達(dá)271.4毫米，造成歷史上最大的桃河洪水災(zāi)害。年平均相對(duì)濕度54%，夏季偏高，冬季偏低。桃河自西向東穿越陽泉市區(qū)，四季干枯無水，夏季行洪，夏季流量一般為2-4m3/s，最大流量為2200m3/s。本區(qū)風(fēng)向多變，全年以西北偏西風(fēng)為主，年平均風(fēng)速2.0m/s。春冬季風(fēng)大，冬季平均風(fēng)速2.5m/s。夏秋季風(fēng)小，8月份平均風(fēng)速1.1m/s。區(qū)內(nèi)冰凍期為11月至次年3月,土壤凍結(jié)深度：向陽面0.50.7米；背陽面0.71.2米，最大積雪厚度23厘米.根據(jù)地震局資料,陽泉礦區(qū)地震基本烈度為7度。1.2國陽新能的基本情況國陽新能股份有限公司系我省大型煤礦企業(yè)之一。國陽新能以煤為主，同時(shí)非煤產(chǎn)業(yè)也在不斷的發(fā)展與壯大。所屬企業(yè)地處市區(qū)中西部，生活區(qū)沿桃河兩岸分布，礦區(qū)總面積為45平方公里，人口27.5萬。礦區(qū)地勢(shì)西高東低，桃河南北兩岸山脈疊起，國陽新能公司礦區(qū)座落于河兩岸山腳下及山腰間。礦區(qū)地勢(shì)復(fù)雜，地形高差之大，最高點(diǎn)標(biāo)高超過860米，最低處標(biāo)高不到680米。東西距離約12公里，南北平均距離不足4公里。礦區(qū)地處山西黃土高原,山高坡陡,溝豁連綿,基巖上覆第四系黃土,厚度不均,為非自重濕陷性黃土。在低洼處存在新近堆積黃土層,壓縮性高,承載力低,局部也存在一般粘性土及砂層.進(jìn)行地面建設(shè)時(shí),需分地段做工程地質(zhì)勘查工作,相應(yīng)作場地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和各類土壤物理力學(xué)指標(biāo)。礦區(qū)自50年代以來不斷發(fā)展壯大，工業(yè)建筑、公用建筑及住宅建筑面積相應(yīng)增加。特別是近年來，公司發(fā)展迅猛，同時(shí)以人為本，十分重視職工的工作、生活和居住條件的改善，職工住宅改造每年以810萬平方米的速度增加，為全體職工全面實(shí)現(xiàn)小康生活不懈努力。國陽新能股份有限公司注重環(huán)保，關(guān)心職工冷暖，大力發(fā)展集中供熱，但由于歷史欠賬和全面實(shí)現(xiàn)小康生活的需求，集中供熱仍有較大缺口。1.3城市供熱規(guī)劃情況根據(jù)陽泉市規(guī)劃設(shè)計(jì)院編制的“2006年陽泉市集中供熱規(guī)劃調(diào)整說明”，陽泉市集中供熱是以熱電廠為主要熱源，區(qū)域鍋爐房為調(diào)峰熱源和補(bǔ)充熱源的供熱方式。為充分利用當(dāng)?shù)仉姀S資源優(yōu)勢(shì)，減少城市污染源，先后啟動(dòng)了河坡電廠、陽煤集團(tuán)第二、第三電廠作為城市供熱的熱源，保留部分區(qū)域供熱鍋爐房作為作為調(diào)峰使用。在地形相對(duì)復(fù)雜、布局分散、熱電廠管網(wǎng)能力達(dá)不到的局部區(qū)預(yù)先間或保留區(qū)域鍋爐房供熱。1.4可行性研究的編制依據(jù)1) 關(guān)于三電廠冷凝熱集中供熱工程設(shè)計(jì)委托2) 國陽新能第三熱電廠提供的有關(guān)冷凝熱利用資料3) 國陽新能公司房地產(chǎn)總公司提供的建筑物明細(xì)4) 升華公司熱力中心提供的升華熱力中心熱力消耗分布流向圖5) 國家四部委關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的若干規(guī)定計(jì)交能（1998）2206) 中華人民共和國大氣污染防治法(1995.8.29)。7) 中華人民共和國大氣污染防治法實(shí)施細(xì)則(1995.8.29)。8) 中華人民共和國節(jié)約能源法9) 中華人民共和國節(jié)約能源法10) 中華人民共和國電力法11) 中華人民共和國建筑法12) 中華人民共和國清潔能原促進(jìn)法13) 民用建筑節(jié)能管理規(guī)定（建設(shè)部部帳令第76號(hào)）14) 中華人民共和國清潔能原促進(jìn)法15) 山西省人民政府關(guān)于印發(fā)山西省節(jié)能減排綜合性工作方案的通知晉政發(fā)200732號(hào)16) 節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃(發(fā)改環(huán)資【2004】2505號(hào))17) 山西省節(jié)約能源條例（2000年5月28日山西省第九屆人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十六次會(huì)議通過）18) 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（2003年版）（GB 50019-2003）。19) 民用建筑與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ 26-95）。20) 城市熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ34 2002）。21) 城鎮(zhèn)直埋管道工程技術(shù)規(guī)程（CJJ與T 81-98）。22) 城市熱力管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（CJJ28-89）。23) 直埋式預(yù)制保溫管道工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（TB19-94）。24) 低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB51576-1962）。25) 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ 15-88）。26) 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ與T 16-92）。27) 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2001年版）（GBJ16-87）。28) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）。29) 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ87-85）。30) 建設(shè)項(xiàng)目（工程）勞動(dòng)安全衛(wèi)生檢察規(guī)定（勞動(dòng)部1997）31) 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GBZ1-2002）32) 城市管線工程綜合規(guī)劃規(guī)范（GB50289-98）33) 國陽新能股份有限責(zé)任公司發(fā)供電分公司第三熱電廠技改工程可行心研究報(bào)告（山西意迪光華電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院）34) 三礦熱電車間熱網(wǎng)站施工圖1.5可行性研究的范圍熱泵站：在第三熱電廠新建熱泵站，研究的范圍包括熱泵站的工藝、電氣、控制及土建部分，管線至站外米。 一次網(wǎng)：自國陽新能公司第三熱電廠熱泵站外一米至供熱區(qū)域內(nèi)的各熱力站外米。 熱力站：各熱力站工藝、電氣、控制及土建部分1.6可行性研究的技術(shù)原則本工程利用三電廠235+160MW熱電機(jī)組冷凝熱，提供302萬平方米供熱面積，可基本緩解礦區(qū)集中供熱問題。本工程應(yīng)體現(xiàn)以下幾個(gè)技術(shù)原則。1技術(shù)先進(jìn)2經(jīng)濟(jì)合理3節(jié)約能量4節(jié)約水量5節(jié)約資金6余熱利用7環(huán)境保護(hù)8運(yùn)行穩(wěn)定9安全可靠1.7利用熱電廠冷凝熱集中供熱的意義火力發(fā)電廠冷凝熱排空是我國發(fā)電廠普遍存在的問題。嚴(yán)重影響能源使用效率，是浪費(fèi)，也是無奈。國陽新能公司第三熱電廠利用抽汽已經(jīng)實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，供熱能力468萬平方米，但其冷凝熱也是按照目前常規(guī)的方法排入大氣。235MW熱電機(jī)組排入大氣的冷凝熱最大為124MW。160MW熱電機(jī)組排入排入大氣的冷凝熱最大為113MW。在供熱工況下，可回收的冷凝熱為140-163MW。235MW熱電機(jī)組排入大氣的冷凝熱可供熱202萬平方米，160MW熱電機(jī)組排入大氣的冷凝熱可供熱100萬平方米。國陽新能公司集中供熱熱源缺口較大。四礦區(qū)域內(nèi)集中供熱尚未涉入，現(xiàn)有段家背、劉家垴和沸騰爐三座鍋爐房供熱，鍋爐房容量分別為35MW、14MW 和15.4MW，共計(jì)64.4MW。西山鍋爐房容量為8.4MW。這些鍋爐房不符合環(huán)保要求，需要改造或集中供熱。另外，每年新增的住宅和公建也需要集中供熱。根據(jù)礦務(wù)局規(guī)劃，礦區(qū)供熱規(guī)劃總面積為789萬平方米，除桃南、桃北和一礦供熱系統(tǒng)已供熱面積分別為260、208、80萬平方米外，還有241萬平方米供熱面積（不含礦區(qū)內(nèi)非礦區(qū)熱用戶）的缺口。隨著我國熱泵技術(shù)的發(fā)展，特別是高溫水源熱泵的問世，使得發(fā)電機(jī)組冷凝熱回收成為可能。利用熱泵技術(shù)可以將電廠冷卻水中的低品位熱能轉(zhuǎn)換為可以用來供熱的能量，現(xiàn)在的高溫?zé)岜玫哪苄П菴OP可以達(dá)到4以上，即用1kW的電提供4kW以上的熱。大大提高電廠的熱能利用率。利用熱泵技術(shù)235+160MW熱電機(jī)組排入大氣的冷凝熱可供熱302萬平方米。近期內(nèi)可基本解決礦區(qū)內(nèi)集中供熱問題。利用熱泵技術(shù)還可以將冷卻水的飄散減少到零，235MW熱電機(jī)組每日補(bǔ)水可節(jié)省3000-4000噸，同時(shí)提高了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1.8利用熱電廠冷凝熱集中供熱的方法利用熱泵技術(shù)將60左右的回水加熱到75-80，再用抽汽加熱至120-130，作為供水送到各熱力站。2熱負(fù)荷2.1自然氣象條件地理位置：（1） 北緯37度51分（2） 東經(jīng)113度33分（3） 海拔高度769-787M大氣壓力：（1） 冬季室外大氣壓936.8hpa（2） 夏季室外大氣壓923.4hpa室外風(fēng)速:(1) 冬季室外風(fēng)速2.4m/s(2) 夏季室外風(fēng)速1.5m/s室外計(jì)算溫度:(1) 采暖室外計(jì)算溫度-8(2) 冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度計(jì)-11(3) 冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度計(jì)-4(4) 冬季室外平均計(jì)算溫度計(jì)-1.1(5) 極端最低溫度計(jì)-17.4(6) 極端最高溫度計(jì)39.4(7) 最低日平均溫度-13.4其它：（1） 采暖天數(shù)135天（11月1日3月15日）（2） 采暖度日數(shù)2443（3） 最大凍土深度0.68m2.2供熱范圍及熱負(fù)荷新桃北供熱系統(tǒng)供熱范圍: 桃河北路以北，三電廠以東，局機(jī)關(guān)以西范圍內(nèi)（不含一礦）未集中供熱礦區(qū)?，F(xiàn)狀熱負(fù)荷：三礦豎井、七尺煤和麻地巷鍋爐房裝機(jī)容量49MW，工業(yè)區(qū)熱負(fù)荷5.43MW，工業(yè)建筑供熱面積5萬平方米，洗澡熱負(fù)荷7.5MW。四礦三座鍋爐房裝機(jī)容量64.4MW，總供熱面積53.2萬平方米，其中段家背鍋爐房供熱面積33.2萬平方米，劉家垴鍋爐房供熱面積12.8萬平方米，沸騰鍋爐房供熱面積7.2萬平方米，洗澡熱負(fù)荷5MW。機(jī)關(guān)西山鍋爐房，供熱能力為24.2MW，供熱面積8萬平方米。三礦豎井、七尺煤和麻地巷鍋爐房工業(yè)區(qū)熱負(fù)荷及洗澡熱負(fù)荷由集中供熱承擔(dān)，非采暖季新建一所7.5MW的燃?xì)忮仩t房；四礦段家背鍋爐房、劉家垴鍋爐房的采暖熱負(fù)荷由集中供熱承擔(dān)，沸騰鍋爐房的工業(yè)區(qū)熱負(fù)荷及洗澡熱負(fù)荷由集中供熱承擔(dān)，非采暖季新建一所5MW的燃?xì)忮仩t房。機(jī)關(guān)西山鍋爐房的采暖熱負(fù)荷由集中供熱承擔(dān)。本項(xiàng)目實(shí)施后，可拆除的鍋爐房有段家背鍋爐房（225t/h），劉家垴鍋爐房（210t/h），西山鍋爐房（26t/h）。共計(jì)82t/h。沸騰鍋爐房的工業(yè)區(qū)熱負(fù)荷及洗澡熱負(fù)荷由集中供熱承擔(dān)，非采暖季新建一所5MW的燃?xì)忮仩t房，沸騰鍋爐房（10+12t/h）拆除。豎井、七尺煤和麻地巷鍋爐房工業(yè)區(qū)熱負(fù)荷及洗澡熱負(fù)荷由集中供熱承擔(dān)，非采暖季新建一所7.5MW的燃?xì)忮仩t房，豎井、七尺煤和麻地巷鍋爐房（710t/h）拆除。拆除鍋爐總裝機(jī)容量121.8MW(174t/h) 。另外，考慮到桃北集中供熱系統(tǒng)壓力較大，現(xiàn)在實(shí)際供熱面積接近230萬平方米，除西川（供熱面積23萬平方米）站按原計(jì)劃切給桃南集中供熱系統(tǒng)外，再將麻地巷熱交換站（供熱面積33萬平方米，其中現(xiàn)有面積23.4萬平方米）切出桃北系統(tǒng)，使桃北集中供熱系統(tǒng)供熱面積控制在設(shè)計(jì)能力（208萬平方米）以內(nèi)，并留有一定的發(fā)展余地。新桃北供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀供熱面積共計(jì)108.5萬平方米，熱負(fù)荷75.47MW，其中，采暖熱負(fù)荷67.27MW，洗澡熱負(fù)荷8.2MW。規(guī)劃熱負(fù)荷：三礦供熱面積31萬平方米，其中三礦醫(yī)院北東西沙臺(tái)棚戶區(qū)改造供熱面積15萬平方米，中沙坪供熱面積7萬平方米，麻地巷供熱面積9萬平方米?？紤]到工業(yè)區(qū)、煤臺(tái)等三礦規(guī)劃供熱面積為44.6萬平方米。四礦供熱面積共計(jì)25.8萬平方米（估）。三處衛(wèi)生隊(duì)供熱面積1.5萬平方米，俱樂部供熱面積4萬平方米，工程處木廠供熱面積4萬平方米，水泥廠供熱面積8萬平方米，宏泉三期四期供熱面積7萬平方米。馬家坪西區(qū)供熱面積20萬平方米，西河路馨安家園供熱面積7萬平方米，東山西區(qū)供熱面積5萬平方米，東山棚戶區(qū)改造供熱面積70萬平方米。新桃北供熱系統(tǒng)規(guī)劃供熱面積共計(jì)193.5萬平方米，熱負(fù)荷104.49MW。新桃北供熱系統(tǒng)供熱面積共計(jì)302萬平方米，熱負(fù)荷179.96MW，其中，洗澡熱負(fù)荷8.2MW。新增熱源供熱能力：235MW熱電機(jī)組120MW，供熱面積202萬平方米。160MW熱電機(jī)組60MW，供熱面積100萬平方米。供熱能力共計(jì)180MW，供熱面積共計(jì)302萬平方米。新桃北供熱系統(tǒng)分15個(gè)熱力站，新桃北供熱系統(tǒng)熱區(qū)劃分和熱力站分布見附圖4。各熱力站供熱范圍、供熱面積、供熱負(fù)荷見表2-1。2.3供熱系統(tǒng)劃分供熱系統(tǒng)劃分力求經(jīng)濟(jì)合理，符合實(shí)際。方案1：桃南和桃北集中供熱系統(tǒng)供熱范圍不變。新增的新桃北供熱系統(tǒng)供熱范圍為：桃河北路（賽魚路）以北，三電廠以東，局機(jī)關(guān)以西范圍內(nèi)（不含一礦）未集中供熱礦區(qū)，含西山鍋爐房、段家背鍋爐房、劉家垴鍋爐房、沸騰爐鍋爐房、豎井、七尺煤和麻地巷鍋爐房等所帶的熱用戶。新桃北供熱系統(tǒng)負(fù)荷表 表2-1序號(hào)站號(hào)站名供熱范圍供熱面積(萬平米)熱負(fù)荷(MW)現(xiàn)狀規(guī)劃總計(jì)1N101馬西站馬家坪西區(qū)7202715.142N102西山站西山鍋爐房東山西區(qū)7.97.1158.733N103東山西站東山一期353518.94N104東山東站東山二期353518.95N201宏泉站宏泉三四期蘿卜臺(tái)12126.486N202劉家垴西站劉家垴鍋爐房俱樂部12.87.22011.827N203四礦工業(yè)站沸騰爐水泵房洗澡(3.5MW)7.26.81411.648N204段家背東站段家背東區(qū)105158.99N205段家背西站段家背西區(qū)23.26.83018.0610N301煤臺(tái)站三礦住宅、國際城、煤臺(tái)等123159.0611N302亞美站水泥廠工程處木廠14147.5612N303麻地巷站麻地巷1-10樓蒙河1-27,58-6218.411.63017.713N304三礦工業(yè)站工業(yè)區(qū)洗澡(4.7MW)551010.514N305沙臺(tái)站東西沙臺(tái)3172011.0415N306沙坪站沙坪28105.56供熱面積合計(jì)(萬平方米)108.5193.5302供熱負(fù)荷合計(jì)(MW)洗澡(8.2MW)67.27104.49198179.96方案2：桃南集中供熱系統(tǒng)供熱范圍基本不變?？紤]到桃北集中供熱系統(tǒng)在超載運(yùn)行,桃北集中供熱系統(tǒng)中西川站按原設(shè)計(jì)由桃南集中供熱系統(tǒng)供熱，再從桃北集中供熱系統(tǒng)摘除麻地巷熱交換站，麻地巷熱交換站由新桃北集中供熱系統(tǒng)供熱。通過方案1和方案2比較。方案2更為合理，推薦方案2。 2.4耗熱量指標(biāo)與供熱參數(shù)確定2.4.1耗熱量指標(biāo)根據(jù)陽泉的實(shí)際情況和桃南桃北供熱系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)狀面積熱負(fù)荷指標(biāo)取62w/m2。規(guī)劃面積熱負(fù)荷指標(biāo)取54w/m2。2.4.2供熱參數(shù)確定方案1：一次供水溫度130，回水溫度70；二次供水溫度85，回水溫度60。方案2：一次供水溫度120，回水溫度60；二次供水溫度80，回水溫度55?？紤]到熱泵機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和供熱機(jī)組的抽汽供熱能力,以及桃南桃北供熱系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，供熱參數(shù)確定推薦采用方案2。2.5熱負(fù)荷確定桃南供熱系統(tǒng)供熱能力152MW，供熱面積約260萬平方米。桃北供熱系統(tǒng)供熱能力122MW，供熱面積約208萬平方米。新景礦供熱能力44MW。新增新桃北供熱系統(tǒng)分兩期完成，一期供熱能力120MW，供熱面積約202萬平方米；二期供熱能力60MW，供熱面積約100萬平方米?，F(xiàn)狀供熱能力318MW，二期完成后，供熱能力498MW，供熱能力提高56.6%。2.6年供熱量年供熱量計(jì)算條件: 采暖室外計(jì)算溫度-8，采暖天數(shù)135天（11月1日3月15日），采暖季室外平均計(jì)算溫度-1.1，采暖季室內(nèi)平均計(jì)算溫度18。桃南供熱系統(tǒng)年供熱量130.242104GJ。桃北供熱系統(tǒng)年供熱量104.536104GJ。新增的新桃北供熱系統(tǒng)年供熱量154.234104GJ，一期年供熱量139.968104GJ；二期年供熱量69.984104GJ。三電廠年供熱量共計(jì)：426.714104GJ(含新景礦年供熱量37.702104GJ)。其中，回收冷凝熱的熱泵機(jī)組年供熱量209.952104GJ，供熱發(fā)電機(jī)組抽汽年供熱量216.762104GJ。利用熱泵技術(shù)回收冷凝熱改造后年供熱量可以提高96.9%。與改造前相比，桃南供熱系統(tǒng)和桃北供熱系統(tǒng)年供熱量共計(jì)234.788104GJ，改造后，供熱發(fā)電機(jī)組抽汽年供熱量減少18.016104GJ，占7.67%。陽泉市實(shí)際采暖期為當(dāng)年11月1日至第二年3月31日，共計(jì)151天，年累計(jì)采暖小時(shí)為3624小時(shí)。年供熱量(不含新景礦): 408.7104GJ。其中，回收冷凝熱的熱泵機(jī)組年供熱量234.8104GJ，供熱發(fā)電機(jī)組抽汽年供熱量173.9104GJ。改造前，桃南供熱系統(tǒng)和桃北供熱系統(tǒng)年供熱量共計(jì)246.6104GJ，改造后，供熱發(fā)電機(jī)組抽汽年供熱量減少72.7104GJ。根據(jù)陽泉市氣象資料，采暖期室外計(jì)算溫度為-8，采暖季室外平均計(jì)算溫度0.06，采暖季室內(nèi)平均計(jì)算溫度18。繪制年負(fù)荷曲線見圖2-1，不同室外溫度的熱負(fù)荷、延續(xù)時(shí)間及供熱量見表2-2。不同室外溫度的熱負(fù)荷、延續(xù)時(shí)間及供熱量表 表2-2室外溫度TW（）低于TW（天）低于TW的的小時(shí)數(shù)（h）熱負(fù)荷（GJ/h）供熱量（GJ）延續(xù)天數(shù)天數(shù)累計(jì)延續(xù)時(shí)數(shù)時(shí)數(shù)累計(jì)熱量熱量累計(jì)<-855120001200016344196128196128-8561710617134812548116344220333416461-737261434389423442315715140523556984-6652120864156505007315087236112793096-5927630142226272335144583218641114960-410998411382639598731138303650431480003-3126975383530473129204132014022741882277-2103736420824895154099125723129802195257-111031752392647518057411944316217251147401067485913256172061911131528985628013301630292215151252213161068616162629629562691899133166032379191005816699331299493852210765520453258372942919285133228004711611477117078275450880115030334731035670112147216083291533817213143036045336827712974919865311398754314984237543757884513759418828330226691513019638845718134061510003217436240062862022464086817合計(jì)151362440868173熱源3.1冷凝熱回收與節(jié)水估算國陽新能公司第三熱電廠現(xiàn)有三臺(tái)供熱發(fā)電機(jī)組，35MW水冷熱電機(jī)組兩臺(tái)，60MW空冷熱電機(jī)組一臺(tái)。三臺(tái)供熱發(fā)電機(jī)組所用的蒸汽為母管制。供熱工況：235MW熱電機(jī)組，抽汽2120t/h，抽汽焓2800kj/kg，排汽20t/h，排汽焓2357kj/kg，凝水焓251kj/kg，冷卻水循環(huán)流量為13000t/h，冷卻水耗量為3000-4000t/d；160MW熱電機(jī)組，抽汽160t/h，抽汽焓2800kj/kg，排汽110t/h，排汽焓2357kj/kg，凝水焓251kj/kg。235MW熱電機(jī)組供熱工況排入大氣的冷凝熱為105MW，冷凝工況排入大氣的冷凝熱為124MW。160MW熱電機(jī)組供熱工況排入大氣的冷凝熱為58MW，冷凝工況排入大氣的冷凝熱為113MW。利用熱泵技術(shù)還可以回收235MW熱電機(jī)組冷凝熱為105MW，熱泵供熱能力為120MW，可供熱202萬平方米。235MW熱電機(jī)組每日節(jié)省冷卻水耗量3000-4000噸，取平均數(shù)每日節(jié)水3500噸，年節(jié)水量47.25萬噸。利用熱泵技術(shù)還可以回收160MW熱電機(jī)組冷凝熱為58MW，熱泵供熱能力為60MW，可供熱100萬平方米。3.2冷凝熱利用方法）冷凝熱排空(丟棄)熱電廠做功后的蒸汽需要冷凝成水回到鍋爐。目前普遍采用的方法是通過水冷或空冷冷凝蒸汽，冷凝熱排入大氣。）冷凝熱回收 由于冷凝熱屬于低品位熱源，難以利用,極少回收。隨著我國熱泵技術(shù)的發(fā)展，特別是高溫水源熱泵的問世，使得發(fā)電機(jī)組冷凝熱回收成為可能。利用熱泵技術(shù)可以從低品位熱源獲取熱能。電廠冷卻水中的熱能屬低品位熱能，利用熱泵技術(shù)可以從電廠冷卻水中獲取熱能。一般熱泵機(jī)組制出的熱水為40-50，這個(gè)溫度對(duì)于集中供熱顯然太低，集中供熱要求的水溫度最低為70-80，即這樣的水源熱泵為高溫水源熱泵，而且要求平均制熱能效比COP不低于4。這種熱泵機(jī)組產(chǎn)家盡管很少，但在市場上是可以找到的。利用高溫水源熱泵的蒸發(fā)器吸收在汽輪機(jī)中做功后的蒸汽的冷凝熱，冷凝器放出熱量，將集中供熱50-60的回水加熱到70-80，再經(jīng)過加熱器使水溫提高到120-130。高溫水源熱泵對(duì)電廠冷卻水制冷，吸收蒸汽的冷凝熱，冷卻水無需在冷卻塔冷卻，可減少水耗、功耗及其它運(yùn)行費(fèi)用。高溫水源熱泵對(duì)熱用戶制熱，冬季采暖，夏季空調(diào)，四季提供衛(wèi)生熱水。利用熱泵技術(shù)回收235+160MW供熱發(fā)電機(jī)組冷凝熱，并利用抽汽將供水加熱到110，在夏季可新增空調(diào)面積300萬平方米，可以為25萬人提供衛(wèi)生熱水。鑒于目前供熱系統(tǒng)中空調(diào)和衛(wèi)生熱水熱負(fù)荷較小，經(jīng)濟(jì)性差，因此暫時(shí)不考慮衛(wèi)生熱水和夏季空調(diào)。3.3高溫水源熱泵簡介水源熱泵由四個(gè)部分組成：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥。經(jīng)過壓縮的高溫高壓氣體在冷凝器放熱變?yōu)橐后w，經(jīng)膨脹閥節(jié)流膨脹，在蒸發(fā)器吸熱變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，依次循環(huán)。在冷凝器放出的熱供給熱用戶，蒸發(fā)器吸收電廠冷卻水中的熱?？照{(diào)中熱泵機(jī)組制出的冷水溫度為7，制出的熱水溫度為4050。而所謂高溫水源熱泵制出的冷熱水溫度均高。制出的冷水溫度為25-45，制出的熱水溫度為7080。高溫水源熱泵工作原理圖如圖1所示。 圖1 水源熱泵工作原理圖3.4熱泵系統(tǒng)與原供熱系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行方式利用235+160MW供熱發(fā)電機(jī)組冷卻水采暖季供暖，新增供熱量180MW，新增供熱面積302萬平方米。包括原桃南、桃北供熱系統(tǒng)首站，總供熱能力454MW，總供熱面積770萬平方米。熱泵站工藝流程圖和熱泵站工藝平面圖分別見附圖1和附圖2。熱泵站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制圖見附圖3。熱泵系統(tǒng)由6臺(tái)30 MW熱泵機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，冷卻水進(jìn)出水管和熱水進(jìn)出水管均為母管制。冷卻水進(jìn)口溫度40，出口溫度35；熱水進(jìn)口溫度60，出口溫度80。桃南供熱系統(tǒng)循環(huán)水設(shè)計(jì)流量2600m3/h；桃北供熱系統(tǒng)循環(huán)水設(shè)計(jì)流量2080m3/h；新桃北供熱系統(tǒng)循環(huán)水設(shè)計(jì)流量3180m3/h。循環(huán)水設(shè)計(jì)總流量7860m3/h。三個(gè)集中供熱系統(tǒng)的回水進(jìn)熱泵站，溫度為60，進(jìn)熱泵機(jī)組后升溫至80。桃南和桃北集中供熱系統(tǒng)在原首站將供水加熱到120。新桃北供熱系統(tǒng)在熱泵站內(nèi)設(shè)加熱器，把供水溫度提高到120。由于三電廠標(biāo)高是三個(gè)供熱系統(tǒng)的最高點(diǎn)，故三個(gè)集中供熱系統(tǒng)的定壓相同, 定壓值0.28MPa。補(bǔ)水點(diǎn)設(shè)置于各循環(huán)水泵入口處，壓力傳感器設(shè)置于熱泵機(jī)組熱水進(jìn)水母管上。3.5設(shè)備選擇桃南和桃北集中供熱系統(tǒng)原首站設(shè)備不變。新桃北供熱系統(tǒng)：軟化和除氧設(shè)備1套，處理能力80m3/h；補(bǔ)水泵2臺(tái)（一用一備），流量87m3/h，揚(yáng)程38m，轉(zhuǎn)速1480r/min，功率18.5kW），除氧水泵2臺(tái)（一用一備），流量87m3/h，揚(yáng)程38m，轉(zhuǎn)速1480r/min，功率18.5kW）。汽水換熱器4臺(tái)，單臺(tái)換熱面積1000m?？倱Q熱量120MW，進(jìn)汽170t/h。水水換熱器2臺(tái)，單臺(tái)換熱面積60m?？倱Q熱量5.9MW。凝結(jié)水泵臺(tái)（一用一備），流量190m3/h，揚(yáng)程40m，轉(zhuǎn)速1480r/min，功率37kW。循環(huán)水泵兩臺(tái)（一用一備），流量3435m3/h，揚(yáng)程83m，轉(zhuǎn)速1480r/min，功率1000kW，電壓10kV。熱泵機(jī)組6臺(tái)。單臺(tái)參數(shù)：制冷量25000kW，制熱量30000kW，電功率7000kW，電壓10kV。高壓變頻柜1臺(tái)，功率1000kW，電壓10kV，可定時(shí)自動(dòng)倒機(jī)。低壓變頻柜1臺(tái)，功率18.5kW，電壓380V，可定時(shí)自動(dòng)倒機(jī)。開關(guān)柜2臺(tái)，配電柜7臺(tái)，控制臺(tái)1臺(tái)。3.6熱源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)采暖季熱泵機(jī)組承擔(dān)穩(wěn)定不變的基本熱負(fù)荷（180MW），約占235+160MW熱電機(jī)組總共熱負(fù)荷（454MW）的40%以上。熱泵機(jī)組承擔(dān)的年供熱量為209.952104GJ，占235+160MW熱電機(jī)組年總供熱量（389.012104GJ）的54.0%。負(fù)荷變化時(shí)，通過調(diào)整抽汽量改變熱源出力。負(fù)荷小時(shí)，調(diào)小抽汽量，排汽量略微增大；負(fù)荷大時(shí)，調(diào)大抽汽量，排汽量略微減小?；蛘哒f，負(fù)荷變化時(shí)，通過改變汽水換熱器的換熱量改變熱源的供熱能力。桃南、桃北及新桃北集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方式均為質(zhì)調(diào)節(jié)。一期工程完成后，桃南、桃北及新桃北三個(gè)供熱系統(tǒng)總流量為6000m3/h，其中, 桃北供熱系統(tǒng)流量為2080m3/h，桃南供熱系統(tǒng)流量為2000m3/h，新桃北三個(gè)供熱系統(tǒng)總流量為1920m3/h。二期工程完成后，桃南、桃北及新桃北三個(gè)供熱系統(tǒng)總流量為7860m3/h，其中, 桃北供熱系統(tǒng)流量為2080m3/h，桃南供熱系統(tǒng)流量為2600m3/h，新桃北三個(gè)供熱系統(tǒng)總流量為3180m3/h。一期工程完成后，熱負(fù)荷在30%以下，供熱機(jī)組不抽汽，熱泵機(jī)組供熱；熱負(fù)荷在30%以上，除熱泵機(jī)組供熱外，還要使用供熱發(fā)電機(jī)組抽汽，通過增加抽汽量提高系統(tǒng)供熱能力。二期工程完成后，熱負(fù)荷在40%以下，供熱機(jī)組不抽汽，熱泵機(jī)組供熱；熱負(fù)荷在40%以上，除熱泵機(jī)組供熱外，還要使用供熱發(fā)電機(jī)組抽汽，通過增加抽汽量提高系統(tǒng)供熱能力。新桃北集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行方式：一期工程：循環(huán)水泵流量1920m3/h；供水管網(wǎng)出口壓力0.6MPa；回水管網(wǎng)入口壓力0.28MPa。供熱系統(tǒng)末端熱力站回水加壓泵運(yùn)行。供水壓力超壓保護(hù)上限值0.62MPa?；厮畨毫Τ瑝罕Ｗo(hù)上限值為0.3MPa。二期工程：新桃北集中供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵流量3180m3/h；供水管網(wǎng)出口壓力0.7MPa；回水管網(wǎng)入口壓力0.28MPa。供熱系統(tǒng)末端熱力站回水加壓泵運(yùn)行。供水壓力超壓保護(hù)上限值0.72MPa?；厮畨毫Τ瑝罕Ｗo(hù)上限值為0.3MPa。新桃北集中供熱系統(tǒng)一次循環(huán)水泵仍采用變頻泵，以減小啟動(dòng)電流，調(diào)節(jié)合適的一期流量和二期流量。一次供回水平均溫度隨室外溫度自動(dòng)按照調(diào)節(jié)曲線變化。能量控制系統(tǒng)被控參數(shù)選一次供回水平均溫度，給定值隨室外溫度變化，操作量選換熱器一次側(cè)蒸汽流量或凝結(jié)水水位。一次供回水平均溫度隨室外溫度調(diào)節(jié)曲線見圖2。4一次供熱管網(wǎng)4.1 管網(wǎng)布置設(shè)計(jì)4.1.1 管網(wǎng)布置原則與思路1 符合國家有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及城市建設(shè)總體規(guī)劃2 主干線和支干線盡可能靠近負(fù)荷中心3 考慮到管網(wǎng)的可擴(kuò)展性、水力穩(wěn)定性及運(yùn)行的安全可靠性，適當(dāng)增加主干線和支干線管徑。4 節(jié)省投資、施工方便、運(yùn)行可靠5 桃南和桃北供熱系統(tǒng)已運(yùn)行，管網(wǎng)布置盡可能不變，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)改造。6 新桃北供熱系統(tǒng)主要解決桃北集中供熱缺口問題，同時(shí)要考慮到與桃南和桃北供熱系統(tǒng)的關(guān)系。7 新桃北供熱系統(tǒng)可以承擔(dān)桃北供熱系統(tǒng)一部分位于西部的負(fù)荷，以擴(kuò)大桃北供熱系統(tǒng)東部的供熱能力。4.1.2 主干線走向及定位新桃北供熱系統(tǒng)主干線自熱源向東沿皮帶廊北側(cè)敷設(shè)，于新景礦辦公樓前涵洞向南入桃河并沿河北岸向東敷設(shè)，主干線距賽魚路中心線大約30-50m。自熱源的主干線管徑DN900，在距賽魚橋中心線西側(cè)200m處向北分支對(duì)三礦供熱，主干線管徑變?yōu)镈N700，向南至桃南路并沿路向東敷設(shè)。分支管徑DN500，承擔(dān)N301（煤臺(tái)站）、N302（亞美站）、N303（麻地巷站）、N304（三礦工業(yè)站）、N305（沙臺(tái)站）、N306（沙坪站）供熱，DN700主干線管至四礦口東側(cè)100m處向北拐直埋過桃河及桃北路，至小東街主干線向東拐，且向北分支（管徑DN450）為四礦的N201（宏泉站）、N203（四礦工業(yè)站）、N204（段家背東站）、N205（段家背西站）供熱，主干線管徑變?yōu)镈N600，沿小東街主干線繼續(xù)向東，約80米處向北分支（DN250）對(duì)N202（劉家垴西站）供熱，再向東向北沿西河對(duì)N101（馬西站）、N102（西山站）、N103（東山西站）和N104（東山東站）供熱。分支主干線和支干線在礦區(qū)沿道路直埋敷設(shè)。新桃北供熱系統(tǒng)一次管網(wǎng)平面圖如附圖5所示。4.1.3 敷設(shè)方式及熱補(bǔ)償方式一次管網(wǎng)主干線及支干線以無補(bǔ)償直埋為主，架空等其它敷設(shè)方式為輔。4.1.4 閥門與補(bǔ)償器設(shè)置一次管網(wǎng)主干線設(shè)分段閥，以便施工和檢修。分段閥選焊接蝶閥，設(shè)置間隔2-3km。分支處設(shè)關(guān)斷閥和調(diào)節(jié)閥，關(guān)斷閥DN350及以下選焊接球閥，DN350以上選焊接蝶閥，調(diào)節(jié)閥選手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。閥門設(shè)在閥門井內(nèi)。分支處支管Z形連接，三通披肩加固，條件不滿足時(shí)設(shè)置補(bǔ)償器，以減小三通受力。補(bǔ)償器采用波紋管伸縮器。 一次性補(bǔ)償器采用直埋式波紋管伸縮器。4.1.5 管道防腐保溫直埋管道采用工廠預(yù)制的聚氨脂保溫管，保護(hù)殼為高密度聚乙稀。閥門采用工廠預(yù)制保溫焊接閥門，彎頭、三通、變徑等管件工廠預(yù)制保溫，直管、閥門及管件連接處用工廠預(yù)制高密度聚乙稀套袖熔焊連接并打壓(試壓壓力0.2MPa)合格后充入聚氨酯發(fā)泡封口。管道接口連接由專業(yè)廠家實(shí)施。質(zhì)量必須符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.2一次管網(wǎng)水力計(jì)算與工作壓力確定4.2.1水力計(jì)算依據(jù)1.一次管網(wǎng)供回水設(shè)計(jì)溫度120/60。2.熱負(fù)荷：一期總負(fù)荷120MW，二期總負(fù)荷180MW。3.一次管網(wǎng)供回水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算：Gj=3.6Qj/c(tg-th)103 t/h式中：Gj 一次管網(wǎng)供回水設(shè)計(jì)流量c水的比熱4.186KJ/kg.tgth 一次供回水設(shè)計(jì)溫度 Qj 供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 MW4.管網(wǎng)阻力損失計(jì)算管網(wǎng)阻力損失為揚(yáng)程阻力損失與局部阻力損失之和。P=（1+）RL103 kPa式中：R 管道單位壓降 Pa/mL 管道展開長度 m 局部阻力與揚(yáng)程阻力之比4.2.2水力計(jì)算成果（1） 水力計(jì)算簡圖水力計(jì)算簡圖見附圖7。（2） 水力計(jì)算表水力計(jì)算分兩種工況（一期、二期），水力計(jì)算結(jié)果見附表2。（3） 繪制水壓圖120汽化壓力是100kPa，熱源處于系統(tǒng)最高點(diǎn),首站高度為6 m，考慮留有40 kPa富裕壓力，系統(tǒng)靜壓線為200kPa。根據(jù)靜壓線和水力計(jì)算繪制水壓圖。詳見附圖6。4.2.3一次管網(wǎng)工作壓力確定熱源和熱力站阻力分別按250kPa和150kPa考慮。一期負(fù)荷：熱源出口處供水壓力0.6MPa，回水壓力0.28MPa。循環(huán)水泵出口壓力0.77MPa。二期負(fù)荷：熱源出口處供水壓力0.7MPa，回水壓力0.28MPa。循環(huán)水泵出口壓力0.87MPa。系統(tǒng)最終規(guī)模（100%負(fù)荷）供回水管網(wǎng)阻力為805.0kPa，系統(tǒng)總阻力為1205.0kPa，首站循環(huán)水泵克服阻力670.0kPa，占系統(tǒng)總阻力的55.6%。系統(tǒng)靜壓線按為200kPa，系統(tǒng)供水主管出口壓力為700kPa，系統(tǒng)最低點(diǎn)與熱源地形高差為109m，由兩種工況（一期、二期負(fù)荷）水力計(jì)算和水壓圖可以看出，系統(tǒng)中壓力最高點(diǎn)位于N102分支處，此處壓力為1596kPa，管網(wǎng)工作壓力確定為1600kPa。 4.3 水錘防范循環(huán)水泵突然停運(yùn)，極易造成管路汽化及水錘，不僅影響供暖，而且處理不當(dāng)會(huì)危機(jī)生命財(cái)產(chǎn)。因此，必須采取以下有效的可靠的防范錯(cuò)施。1循環(huán)水泵出口安裝性能可靠的逆止閥，循環(huán)水泵進(jìn)出口旁通管上安裝性能可靠的逆止閥2循環(huán)水泵停運(yùn)時(shí)，首先關(guān)小閥門（或降低運(yùn)行頻率），減小流量，再停泵。3分段閥前后設(shè)旁通閥，分段閥關(guān)閉時(shí)，首先打開旁通閥，再關(guān)分段閥。4設(shè)于熱力站的回水加壓泵出口安裝性能可靠的逆止閥，加壓泵進(jìn)出口旁通管上安裝性能可靠的逆止閥。5熱力站5.1熱力站選址熱力站盡可能選在熱負(fù)荷中心。避免熱用戶與熱力站地形高差相差過大。熱用戶與熱力站單程管道距離控制在500-800米左右。熱力站盡可能選在原鍋爐房或原汽水交換站附近，以便利用原有的電源水源及分集水器。5.2熱力站規(guī)模的確定熱力站規(guī)模過大會(huì)給管網(wǎng)平衡和壓力控制帶來困難，熱力站規(guī)模過小會(huì)造成一次投資和運(yùn)行費(fèi)用增加。優(yōu)化熱力站規(guī)模的約縮條件應(yīng)該取供熱半徑與地形高差。供熱半徑限制在500-800米以內(nèi)，地形高差限制在35米以內(nèi)，在此條件下盡可能增大熱力站規(guī)模，以減小一次投資和運(yùn)行費(fèi)用。熱力站的一個(gè)系統(tǒng)供熱面積一般控制在20萬m2以內(nèi)。5.3熱力站工藝方案熱力站工藝設(shè)計(jì)見熱力站系統(tǒng)流程圖（附圖8）。供暖換熱器采用體積小傳熱系數(shù)高的水水板式熱交換器。一次水經(jīng)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、除污器、水過濾器、安全閥進(jìn)入熱交換器換熱后返回?zé)嵩础Ｒ淮喂┧苌习惭b溫度計(jì)、壓力表，手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、除污器、水過濾器前后安裝壓力表。一次回水管上安裝溫度計(jì)、壓力表、流量計(jì)，換熱器出口側(cè)安裝溫度計(jì)。來自熱用戶的二次回水匯于集水器，經(jīng)除污器、循環(huán)水泵、安全閥、水過濾器進(jìn)入熱交換器換熱后由分水器送至熱用戶。二次供水管、分水器上安裝溫度計(jì)、壓力表，分水器各支路安裝關(guān)斷閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，手動(dòng)調(diào)節(jié)閥下游安裝壓力表。二次供回水管上安裝溫度計(jì)、壓力表、流量計(jì)，除污器、水過濾器前后安裝壓力表，集水器上安裝溫度計(jì)、壓力表，集水器各支路安裝關(guān)斷閥、溫度計(jì)。有條件的熱力站采用直接混水換熱系統(tǒng),以降低一次回水溫度。二次管網(wǎng)補(bǔ)水由安裝在一、二次回水管之間的補(bǔ)水管補(bǔ)給，二次管網(wǎng)靜壓線由安裝在補(bǔ)水管上的自力式調(diào)節(jié)閥控制，補(bǔ)水管上設(shè)關(guān)斷閥、水過濾器、熱水表、逆止閥、自力式調(diào)節(jié)閥、旁通閥、壓力表。循環(huán)水泵一用一備，變頻調(diào)速。循環(huán)水泵進(jìn)出口管上安裝關(guān)斷閥壓力表，出口管上安裝逆止閥。循環(huán)水泵進(jìn)出口管上安裝旁通管，旁通管上安裝逆止閥。熱力站一次進(jìn)口側(cè)、二次出口側(cè)供回水管之間接旁通管，旁通管上安裝關(guān)斷閥，以備一、二次管網(wǎng)沖洗使用。旁通管里側(cè)安裝關(guān)斷閥。沖洗時(shí)，將關(guān)斷閥關(guān)閉，旁通閥打開；沖洗完畢，將旁通閥關(guān)閉，關(guān)斷閥打開。循環(huán)水泵進(jìn)出口管上安裝軟接頭，循環(huán)水泵機(jī)座下安裝減振器。對(duì)于七層（21米）以上熱用戶, 熱力站內(nèi)設(shè)高區(qū)系統(tǒng)獨(dú)立對(duì)熱用戶供熱。5.4 熱力站運(yùn)行調(diào)節(jié)熱力站輸出的熱量隨熱負(fù)荷升高而增加，同時(shí)，輸送流體的流量也隨著增加，反之減少?；蛑f，熱力站輸出的熱量既要滿足熱用戶的需要，還要使輸送流體所消耗的能量盡可能減少。這個(gè)功能由能量控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。能量控制系統(tǒng)被控參數(shù)選二次供回水平均溫度，室外溫度反應(yīng)供暖熱負(fù)荷，作為補(bǔ)償信號(hào)，一用一備變頻調(diào)速循環(huán)水泵和一次回水加壓泵作為執(zhí)行器。熱力站能量控制系統(tǒng)屬隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其給定值隨室外溫度降低而生高。二次供回水平均溫度隨室外溫度調(diào)節(jié)曲線見圖3。5.5 熱力站設(shè)備選擇5.5.1循環(huán)水泵采暖循環(huán)水泵一用一備。流量：1.1(0.86Q/25)103 m3/h揚(yáng)程：1.2(21.3100D10-4215) mH2OQ-熱負(fù)荷 Mw，D-最遠(yuǎn)熱用戶與熱力站之間距離，m。一個(gè)供熱系統(tǒng)規(guī)模按供熱面積分為：萬平方米，5萬平方米，萬平方米，10萬平方米，12萬平方米，15萬平方米，20萬平方米七種，循環(huán)水泵計(jì)算流量分別為：100 m3 / h，125 m3 / h，200 m3 / h，250 m3 / h，300 m3 / h，375 m3 / h，500 m3 / h。循環(huán)水泵揚(yáng)程為36-45 mH2O。 5.5.2熱交換器熱交換器均采用膠墊板換，每個(gè)供熱系統(tǒng)選兩臺(tái)，每臺(tái)承擔(dān)75%熱負(fù)荷，換熱面積依熱負(fù)荷而定。采暖供熱面積為萬平方米，5萬平方米，萬平方米，10萬平方米，12萬平方米，15萬平方米，20萬平方米七種供熱系統(tǒng)，單臺(tái)換熱器換熱面積分別為：30m2，40m2，60m2，70m2，80m2，110m2，150m2。換熱器換總熱面積4900m2。若部分熱力站采用直接混水換熱，可節(jié)省約3000m2換熱面積的換熱器。5.5.3集中補(bǔ)水裝置為彌補(bǔ)熱源補(bǔ)水不足,在麻地巷熱交換站設(shè)集中補(bǔ)水裝置。補(bǔ)水泵兩臺(tái)，一用一備，流量30m3/h，揚(yáng)程100m，功率22kw。軟化除氧設(shè)備兩套，處理能力2x15m3/h。補(bǔ)水水質(zhì)滿足工業(yè)鍋爐水質(zhì)GB1576-2001對(duì)水質(zhì)的要求：懸浮物5mg/L，總硬度0.6mmol/L，溶解氧0.1mg/L，PH值712，含油量2mg/L。5.5.4配電柜熱力站按三級(jí)負(fù)荷供電。熱力站位于原鍋爐房附近時(shí)，不設(shè)變電室，利用原低壓電源。對(duì)于新建熱力站，附近變電室有能力對(duì)其供電時(shí)，也不設(shè)變電室。附近變電室無力對(duì)熱力站供電時(shí)，熱力站內(nèi)設(shè)變電室。本工程熱力站多數(shù)位于原鍋爐房附近，或附近變電室有能力對(duì)其供電，因此，均不設(shè)變電室。低壓配電柜選GGL10型，安裝電流表電壓表三相電能表和功率因數(shù)表，電能表動(dòng)力照明分設(shè)。水泵電機(jī)功率因數(shù)為0.89，根據(jù)規(guī)范要求，可不設(shè)電容柜無功補(bǔ)償。5.5.5變頻柜供暖循環(huán)水泵一用一備變頻調(diào)速。變頻柜是熱力站能量控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，要求變頻柜運(yùn)行可靠，穩(wěn)定，壽命長，具有定時(shí)倒機(jī)功能和電機(jī)的過載、缺相、短路等各種保護(hù)功能。5.5.6控制臺(tái)控制臺(tái)面上設(shè)水泵啟停按鈕、信號(hào)燈、電壓表、電流表，以及能量控制系統(tǒng)控制器、顯示熱力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的無紙記錄儀、供回水平均溫度指示儀和室外溫度指示儀。6熱工測(cè)量與自動(dòng)控制6.1熱工測(cè)量與自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想本工程熱工測(cè)量與自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想是：1功能必須滿足工藝要求，在此基礎(chǔ)上力求簡單。2減小運(yùn)行成本，熱力站無人值守，定時(shí)巡檢。3運(yùn)行安全可靠。4投資小。6.2熱泵站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制熱泵站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制見附圖3。6.2.1熱泵站熱工檢測(cè)1熱泵機(jī)組的熱工檢測(cè)熱泵機(jī)組冷水進(jìn)水母管上安裝壓力表、溫度計(jì)；冷水進(jìn)水支管上安裝壓力表；冷水出水支管上安裝溫度計(jì)、流量計(jì)；冷水出水母管上安裝壓力表、溫度計(jì)。熱泵機(jī)組熱水進(jìn)水母管上安裝壓力表、溫度計(jì)；熱水進(jìn)水支管上安裝壓力表；熱水出水支管上安裝溫度計(jì)、流量計(jì)；熱水出水母管上安裝壓力表、溫度計(jì)。熱泵機(jī)組冷水進(jìn)出水母管和熱水進(jìn)出水母管的水壓和水溫共8個(gè)參數(shù)，由無紙記錄儀顯示記錄；每臺(tái)熱泵機(jī)組冷水和熱水進(jìn)水支管上的水壓以及熱泵機(jī)組冷水和熱水出水支管上的水溫和流量共6個(gè)參數(shù)，由無紙記錄儀顯示記錄。2新桃北換熱首站的熱工檢測(cè)汽-水換熱器進(jìn)汽管上安裝壓力表、溫度計(jì)；凝結(jié)水管上安裝壓力表、溫度計(jì)；水-水板式換熱器出水管上安裝壓力表、溫度計(jì)；凝結(jié)水泵出口安裝壓力表；汽-水換熱器出水管上安裝壓力表、溫度計(jì)。循環(huán)水泵出口安裝壓力表。補(bǔ)水泵出進(jìn)口安裝壓力表。新桃北供熱系統(tǒng)回水入口處安裝壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)。新桃北供熱系統(tǒng)供回水溫度、供回水壓力、流量、室外溫度以及板式換熱器二次出水溫度共7個(gè)參數(shù)，由無紙記錄儀顯示記錄。6.2.2熱泵站自動(dòng)控制1熱泵機(jī)組流量控制在熱泵機(jī)組冷熱水進(jìn)口側(cè)安裝自力式流量調(diào)節(jié)閥，確保熱泵機(jī)組間的流量平衡。2汽-水換熱器能量控制根據(jù)負(fù)荷調(diào)整汽-水換熱器加熱量，達(dá)到能量調(diào)節(jié)的目的。在凝結(jié)水管上安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，被控參數(shù)取一次網(wǎng)供回水平均溫度，室外溫度為補(bǔ)償信號(hào)，根據(jù)一次網(wǎng)供回水平均溫度和室外溫度調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度。負(fù)荷大時(shí)，調(diào)節(jié)閥開大，輸出熱能增大，反之，減小。3補(bǔ)水壓力控制補(bǔ)水泵變頻調(diào)速，手動(dòng)控制熱泵機(jī)組熱水進(jìn)水母管壓力，時(shí)其保持在0.28MPa。6.2.3熱泵站報(bào)警、保護(hù)與聯(lián)鎖 熱泵機(jī)組具有高低壓保護(hù)、水流保護(hù)和溫度保護(hù)以及電機(jī)的過載、過流、欠壓、缺相、短路等保護(hù)，同時(shí)為保證熱泵機(jī)組的安全運(yùn)行，除聲光報(bào)警外應(yīng)按下列程序電氣聯(lián)鎖。順序延時(shí)啟動(dòng)：打開冷卻水（關(guān)閉涼水塔支路）啟動(dòng)循環(huán)水泵打開熱泵機(jī)組冷熱水進(jìn)出口水閥門水流大于下限值，即水流開關(guān)接通啟動(dòng)熱泵機(jī)組。順序延時(shí)停止：停止熱泵機(jī)組關(guān)閉熱泵機(jī)組冷熱水進(jìn)出口水閥門關(guān)小循環(huán)水泵停止循環(huán)水泵關(guān)閉冷卻水（打開涼水塔支路）。循環(huán)水泵與汽-水換熱器聯(lián)鎖：順序延時(shí)啟動(dòng)：啟動(dòng)循環(huán)水泵啟動(dòng)熱泵機(jī)組（不能滿足負(fù)荷要求時(shí)）啟動(dòng)汽-水換熱器。順序延時(shí)停止：（能滿足負(fù)荷要求時(shí)）關(guān)閉汽-水換熱器關(guān)閉熱泵機(jī)組關(guān)小循環(huán)水泵關(guān)閉循環(huán)水泵。6.3熱力站熱工測(cè)量與自動(dòng)控制6.3.1熱力站熱工檢測(cè)一次供回水管上安裝壓力表、溫度計(jì)；一次回水管上安裝流量計(jì)；換熱器一二次進(jìn)出口處安裝壓