陈敏
（湖南华电长沙发电有限公司）
摘要：为实现电厂所在园区循环经济和经济效益的发展，对原有的供热管道进行满足后期供热管道进行改造，实现园区集中供热
关键词：电厂、热负荷、供热改造、经济、社会影响
一、供热改造背景
长沙电厂所在的铜官循环经济工业基地的园区企业基本环绕其周边5km 范围内，毗邻建设工厂。目前园区按照循环经济发展模式，在新能源、新材料、精细化工、仓储物流四大产业方面做好集约、集群式发展。随着招商引资工作的深入，大量建设的园区企业需要使用工业蒸汽，现有的蒸汽管道已无法满足后续投产的入园企业用热需求。为向入园企业提供蒸汽和电厂经济效益的发展，须对电厂汽轮机进行抽汽供热改造，实现集中供热，解决因为不能集中供热使引资和经济发展受到制约的问题。因此计划将原供热管网（电厂至湖南三环颜料有限公司）延伸至白杨路口，实施延伸段供热工程，总长度约640m。
二、集中供热负荷调查和分析
1现有热负荷
铜官循环经济工业基地目前仅有湖南三环颜料有限公司一家热用户，最大用气量为35t/h, 平均为25t/h，最小为10 t/h，由长沙电厂对其实行点对点供热。
1近期热负荷
根据用热企业提供的负荷调查表和已签定的意向协议，本次供热管网延伸段沿途共有约12家企业有用热需求，其中电厂现阶段可供应的企业有4家，见表1.4-1，此为本次可研设计及管网建设的主要负荷。
近期热负荷统计表
上述情况可见，自汽源点接出至厂内综合管架的蒸汽管道管径为?426x11，其设计通流能力为80t/h（经核算，达到设计流量时，其每公里压降为0.27MPa），其后至三环颜料有限公司供热专线管径为?377x10，设计通流能力为50t/h（经核算，达到设计流量时，其每公里压降为0.18MPa）。
目前湖南三环颜料有限公司最大用汽量为35t/h,平均为25t/h，最小为10t/h，供汽专线还有一定的富余量。
受铜官循环经济工业基地的发展需要，现有供热管网无法满足其后续投产的入园企业用热需求，因此计划将原供热管网（电厂至湖南三环颜料有限公司）延伸至白杨路口，实施延伸段供热工程，总长度约640m。
机组概况分析热源概述及分析
热源概况
目前华电长沙电厂的最大供气量约为50 t/h蒸汽，由#2机组辅助蒸汽联箱备用接口接出。
供热改造机参数
电厂原有#2机辅汽联箱对三环项目供热，湖南三环供热管道延伸后，电厂计划将辅汽联箱改成1MPa定压运行。冷再为主要供汽，四抽在负荷550MW，压力1.0MPa以上供汽。因此湖南三环蒸汽管网及其延长线管网供汽汽源参数为1.0MPa，温度280-350℃，改造后最大供气量约为60 t/h蒸汽。
供汽方式
本项目热负荷均为蒸汽负荷，热源从电厂辅助蒸汽引接，无凝结回水。集中供热过程中热网根据热负荷的变化，在配汽站进行中央调节；同时根据各热负荷的用热要求，在用户处进行辅助的局部调节
供热管网设计中几点问题
管道材料及附件选择
管道材料及其附件应选用符合国家标准规格的产品，其性能应适应规定的流体工作压力、温度、耐腐蚀等特性，保证管道具有足够的机械强度和耐热稳定性和管道运行的可靠性。
根据设计参数，本项目的管道材质选择如下：
工作管：采用无缝钢管（GB/T8163-2008），材质为20号钢。
外护管：对于直埋敷设，外保护钢管为螺旋缝焊接钢管（SY/T5037-2000），材质为Q235B。
管道保温及防腐
管道热补偿
管道热伸长
供热管道投入运行后，管道被热媒加热引起管道的热伸长。管道受热的自由伸长量可按下式计算：
热补偿方式及常用补偿器
热力管道的热补偿方式主要分为两种，即为利用管道自身弯曲的自然补偿或采用补偿器进行补偿。
结论：本项目蒸汽管道大部分采用架空敷设，为降低成本，主要采用旋转补偿器和自然补偿的方式。在局部埋地处，采用波纹补偿器补偿。
管道疏水
疏水的必要性
热蒸汽在管道内流动时，一部分热量会传递给周围环境，不管保温材料多好，保温厚度多厚，管道总存在一定的散热损失，这将使蒸汽沿着主管长度方向产生冷凝。这些凝结水如果不被排除，将聚集在管道内，导致冲蚀、水击等问题。在严重情况下，水锤会损坏管道和设备，并伴以几乎爆炸的效果，在破裂处泄露蒸汽，造成极其危险的环境状况。
此外，蒸汽中含有水滴将使蒸汽潮湿，降低蒸汽的换热能力。如果水积聚在管道内，管道的有效横截面积将减小，蒸汽流速增加，甚至会超过推荐的流速上限。
以上问题说明蒸汽管道中凝结水的存在严重影响了蒸汽管网的安全运行，因此，需要采取疏水措施。
启动疏水
蒸汽管道在冷态启动时需要经历一个暖管过程，通过蒸汽将管道加热至管道正常运行时的平衡温度。这一过程消耗蒸汽，且有凝结水生成。需要设置启动疏水来完成管网冷态启动过程中生成的凝结水并实现事故放水。
图4.5-1 “固体状”水丸形成
经常疏水
蒸汽管道的低点和垂直升高的管段前应设启动疏水和经常疏水装置。同一坡向的管段，顺坡情况下每隔400～500m，逆坡时每隔200～
300m应设启动疏水和经常疏水装置。
经常疏水装置与管道连接处应设聚集凝结水的短管，短管直径为管道直径的1/2～1/3。经常疏水管应连接在短管侧面。
经常疏水装置排出的凝结水，宜排入凝结水管道。当不能排入凝结水管时，应采取措施降温后排入城市地下水道，排放凝结水温应符合《污水排入城市下水道水质标准》。
疏水方式
疏水管规格表及安装示意图如下：
疏水管径规格表
图4.5-3 埋地管道启动疏水阀安装
图4.5-4 埋地管道经常疏水阀安装
环保和社会影响分析
本配套热网项目建设完成投入使用后，将以热电厂的大容量、高参数、严格控制排放的锅炉替代原有的和可能新建的分散的燃煤或燃重油的小锅炉实现集中供热。不仅项目自身不会对环境造成不良影响，同时通过热网集中供热，可以大量减少锅炉大气污染物的排放，其环保效果十分明显。这对发展本地经济和保护大气环境，实现环境保护和经济可持续性发展均具有十分重大的意义。
集中供热的环境效益
电厂锅炉集中供热，替代入园企业自建容量较小、热效率较低的小型工业锅炉房供热。
仅按照本项目目前设计热负荷（供汽量50t/h）计算，集中供热后直接减排量：①烟气量10986Nm3/h；②粉尘148.7t/a；③SO2 为796.5t/a；④NOx 为339.6t/a；⑤灰渣2245t/a。
本项目实施后，不仅可以实现园区的集中供热，而且通过集中供热方式，提高经济效益的同时，可实现当地经济发展与环境容量的和谐共存，是地方政府落实经济社会发展目标的有利支撑。
社会影响分析
《湖南望城经济开发区铜官循环经济工业基地控制性详细规划》中指出：湖南望城经济开发区铜官循环经济工业基地要合理加大基础设施建设投入力度和超前程度，采用成熟的先进技术，提高基础设施建设的科学技术水平，提高自动化程度，努力达到国际先进水平。
在湖南望城经济开发区铜官循环经济工业基地实施集中供热，可以消除锅炉附近生产和居民区、分散布置所造成的压力容器爆炸的安全隐患；拆除了林立的烟囱，美化了城市景观；节省了极为紧缺的城区用地，有利于城市绿化面积的增加。此外，实施集中供热，有利于完善湖南望城经济开发区铜官循环经济工业基地的基础设施建设，优化工业布局，为今后的发展提供优越的投资建设环境，加大吸引投资的力度，改变由于该区域无法提供集中供热而使引资和经济发展受到制约的问题。
因此，在湖南望城经济开发区铜官循环经济工业基地实施集中供热，是符合国家能源政策和当地规划，有利于提高能源利用效率、节约能源，是实现能源与环境协调、社会经济可持续发展的需要；是确保政府社会经济发展目标实现的重要保证措施之一。
参考文献 ：
[1]《工业管道管道的试验吹洗和防腐绝热》化学工业出版社2012 - 02 熊大远著
[2]GB/T 28558-2012 超临界及超超临界机组参数系列 中国标准出版社
论文作者:陈敏
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/16
标签：疏水论文; 管道论文; 蒸汽论文; 集中供热论文; 电厂论文; 湖南论文; 管网论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;