关键词：热电联产；长距离供热；节能减排；经济效益；
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：
Discussion on feasibility of heating feasibility of Tuoketuo power plant to Hohhot
韩德兴 李金良
(Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power Generation Co.Ltd.,Tuoketuo 010206,China)
Abstract: With the development of Hohhot City, the scope of urban area is expanding continuously. By 2020, the total heating area of the city reached 218 million Square meter area. In order to meet the needs of urban development, a long-distance pipeline network of Tuoketuo Power Plant to Hohhot is planned to provide heating-hot water to the urban area of Hohhot, this paper analyzes its feasibility from two aspects: economic efficiency and improvement of environment.
Key words: Cogeneration；Long distance heat supply；energy-saving and emission-reduction；economic results；
随着呼和浩特市城市发展，城区范围不断扩大，采暖建筑面积不断增加。目前呼市供热面积达到12912万㎡，根据呼市城市发展规划，至2020年全市总供热面积达到21800万㎡（含和林格尔国家新区）。为了满足城市发展需要，需要进一步做好集中供热的规划和建设。
按照呼和浩特市供热改革方案以及正在修编的《呼和浩特市供热规划》，托克托电厂发电机组经过供热改造后作为热源点，通过托克托电厂至呼和浩特市长输管网向呼和浩特市区提供采暖热水，满足采暖的需要，同时缓解呼市冬季大气环保的压力。该项目主要建设内容为从托克托电厂至呼市北二环的长输管网，主干线管径4×DN1400,主干线线开槽长度为66Km,市内环线21Km,四座中继泵站。一期供热能力6000万㎡，满足呼和浩特市当前的清洁能源供热需要，二期工程增设DN1400主管网2路，中途建4座中继泵站，供热能力达到12000万㎡。
该项目由内蒙古环保投资集团有限公司负责，长输项目一期可供6000 ㎡供热面积热负荷需求为3000MW。其中需要托克托电厂提供2296MW。为了减少项目管线投资，起到节能减排的示范作用，利于回收电厂冷凝热，项目在市区建设7座补燃型能源站，通过能源站建设可将传统的供热130/60℃温差变为120/25℃，实现真正的大温差技术方案。
根据内蒙古环保投资集团有限公司提供的供热差数，结合由东汽厂提供的传真说明现有600MW机组的最大抽汽量为400t/h,单台机组抽汽供热能力为307.7MW。空冷机组在排汽压力为13.8KPa时，机组额定进汽工况排汽流量701t/h，扣除单机最小防冻流量100 t/h，单台机组可利用排汽为601 t/h，乏汽的供热能力为376 MW，空冷机组单台供热能力为683.7 MW。需对托电4台空冷机组进行改造，总供热能力达到2734.8MW，可满足该项目供热负荷2296MW的需求。为了保证供热安全性，还需考虑对1台湿冷机组进行供热改造。这样供热能力可达到3042.5MW。
通过以上分析需对我公司4台空冷机组进行供热改造。由于采暖循环水的回水温度为25℃，空冷机组在13.8KPa下的排汽温度为52.5℃，这样可利用空冷乏汽先将采暖循环水加热到50℃。再通过机组从中压缸排汽打孔抽汽将蒸汽引入新建的热网站内热网加热器内，将采暖循环水加热到120℃，最后通过采暖循环水泵将至采暖循环水输送到厂区围墙处的呼市长输管网处。对于空冷乏汽的加热采暖循环水的方案，现国内供热主要采用尖峰凝汽器以及热泵技术，对于我公司的供热改造采用哪种方案经济效益更高，需设计院进行论证。另外我公司正在进行5、8号机节能节水改造项目前期准备工作，此项工作是5、8号机加装尖峰凝汽器，在夏季利用工业废水冷却机组的乏汽，提高机组的发电效率，降低机组煤耗。5、8号机供热改造也可以利用节能节水改造加装的尖峰凝汽器，在冬季加热采暖循环水。两个项目可结合在一起对机组进行改造，提高机组的经济性。需要解决的问题是由于采暖循环水的水质要求高，在冬季采暖投运前需要对尖峰凝汽器管束进行冲洗清理，具体的方案需下一步设计院进行论证。
一、托电公司供汽现状
1、托电公司现有5-8号四台空冷机组已经基本建成向工业园区提供工业用汽的管线系统，4台机组的供汽接口完成，其中6-8号三台机组已经开始向工业园区供汽，5号机计划2018年下半年完成全部改造。届时5-8号四台机组全部需要向工业园区供汽或备用。单台机组向工业园区供汽量如下：
（1）高压汽取自冷再母管，80t/h（机组允许的最大供汽量）。
（2）低压供汽：5、6、8号机组取自中排，16t/h；7号机组取自四抽至高辅，16t/h。
（3）减温水取自汽泵中间抽头至再热器减温水母管，10t/h。
（4）单台机组补水取自厂房内除盐水母管，100t/h。
另外，8号机供汽系统建设时考虑向再生资源提供高压汽50t/h，取自冷再母管，与向工业园区供汽不能同时保证最大供汽量工况下使用；低压汽210t/h，取自中排，与向工业园区供汽可以同时使用。
2、呼热电2台机组已经建成向再生资源提供工业用汽的管线系统，单台机组向再生资源供汽量如下：
（1）高压汽取自冷再母管，50t/h（机组允许的最大供汽量）。
（2）低压供汽取自中排，210t/h。
二、供热改造方案
目前托电公司所有机组已经建设完成，下一步计划对呼热电供热系统进行改造，每台机组增设一台压力匹配器实现向工业园区供汽约65t/h，两台机组总计约130t/h。呼热电两台机组向工业园区供汽改造后，可代替一部分5至8号机组向工业园区的供汽量。后续托电空冷机组供热改造需兼顾目前已改造的（6号和7号机组）以及计划加装的（5号和8号机组）联合提效及尖峰凝汽器系统，可以考虑冬季和夏季换热器水源互换的方式。
对呼市供热在不考虑汽轮机本体有较大改造的情况下，可以采用“常规热网凝汽器+打孔抽汽换热器”的方案或“吸收式热泵+打孔抽汽换热器”方案。
（一）“常规热网凝汽器+打孔抽汽换热器”的方案：
（1）5号机组已进行通流改造，中排供汽量约300t/h，此工况下还可利用乏汽约700t/h。
（2）6号机组计划与2018年11月进行通流改造，改造方案考虑了供热工况，中排抽汽600t/h（此工况下机组发电出力不低于500MW），可利用乏汽约500t/h。
（3）7号机和8号机未进行通流改造，单台机组中排供汽量约400t/h，此工况下可利用乏汽700t/h。后续如按照6号机通流改造方案进行改造，供汽量参考6号机。
（4）9号机和10号机是新建机组，供汽量还需咨询东汽厂及空冷岛厂家。
2012年8号机向工业园区及再生资源供汽改造时，由东汽厂提供的传真说明8号机组中排的最大抽汽量为400t/h,抽汽供热能力约为307.7MW。若此工况下8号机组排汽压力为13.8KPa，机组额定进汽工况下低压缸排汽流量约为700t/h，扣除空冷岛最小防冻流量100 t/h，单台机组可利用排汽约为600 t/h，乏汽的供热能力约为376 MW。
对托电5-8号空冷机组进行“常规热网凝汽器+打孔抽汽换热器”的改造方案，总供热能力约2905.3MW，可满足该项目供热负荷2296MW的需求。为了保证供热安全性，还得考虑对五期两台空冷机组或2台湿冷机组进行供热改造。
由于采暖循环水的回水温度为25℃，空冷机组在13.8KPa下的排汽温度约为52.5℃，这样可利用空冷乏汽先将采暖循环水加热到约50℃。再通过机组从中压缸排汽打孔抽汽将蒸汽引入新建的热网站内热网加热器内，将采暖循环水加热到120℃，最后通过采暖循环水泵将至采暖循环水输送到厂区围墙处的呼市长输管网处。
（二）“吸收式热泵+打孔抽汽换热器”方案：
目前因3号及4号机组进行过提效通流改造，9号及10号机组为新建机组，7号和8号需要长期对工业园区供汽，计划将针对1号及2号湿冷机组、5号及6号空冷机组进行打孔抽汽供热改造，同时回收5号及6号空冷机组乏汽余热。
采用“吸收式热泵+打孔抽汽换热器”方案，热网供回水温度分别为130℃/60℃，吸收式热泵机组共回收5号及6号机组乏汽余热451MW，驱动蒸汽流量798t/h（汽源来自5号及6号机组抽汽），总外供热量1060MW。二级加热器供热量为307MW，蒸汽流量402t/h，汽源来自5号及6号机组剩余抽汽。二级加热器供热量为933MW，蒸汽流量1200t/h，汽源来自1号及2号机组抽汽。原则性热力系统见下图：
.png)
本方案5号、6号机组采用吸收式热泵+热网加热器方式，采用单元制布置，新建两座吸收式热泵机房，每台热泵机房内安装7套热泵和2台二级热网加热器，单台热泵外形尺寸：长11m、宽9m、高7.8m。每个机房长102米、宽18米、高9米，局部高12米，可以建设在空冷平台下方。
1号、2号机组新建一座三级热网加热器机房，机房内安装4台三级热网加热器、五台热网循环水泵以及热网补水泵和凝水回收装置，机房占地面积66米×18米。另建热网补给水处理车间48米×40米。
热网首站及热网补给水处理车间由北向南依次布置在一期化学水处理车间西侧。吸收式热泵厂房可布置在空冷岛侧面或下方。
由主厂房至热网首站的抽气管架宽度暂定4.0m，双层布置。本期新增热网管道为2根DN1400供水管及2根DN1400回水管，地埋敷设至厂区东北侧与外网相接，接口为厂区围墙外1m处。
初步考虑方案二投资高，但由于有余热利用，以较低的热价就能获得一定的收益；目前该方案已经进行了可研报告的编制。
三、总结
本供热改造工程是为了满足向呼市供热总体规划需求，实现能源梯级利用，发挥大机组效率高、热耗低的优势，同时拓展企业经济增长途径，提高企业经济效益，实现企业大发展、快发展、全面发展的需要。
“以大代小”，拓展企业经济效益；通过此次供热改造工程，可以促进城市的发展，节能减排，改善大气环境，应对高效大热源进行建设和改造，替代分散低效小热源，提升城市建设文明程度；同时要打破行业、部门、区域界限，整合社会可利用资源，发挥最大的供热能力，做到统一规划，合理布局，科学发展。
综上所述，托克托电厂空冷机组向呼市供热改造有利于发挥大机组的优势，提高企业的经济效益，不仅符合国家的以大代小的政策，体现以热定电、热电联产、综合利用的原则；而且有利于城市的环境保护，提高城市居民的生活质量，为城市集中供热、节约能源和改善环境做出贡献。
作者简介：
韩德兴，（1983-），男，工程师 ，学士学位，从事过集控运行及汽轮机检修维护工作。
论文作者:韩德兴 李金良
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：机组论文; 采暖论文; 托克托论文; 呼市论文; 凝汽器论文; 方案论文; 工况论文; 《当代电力文化》2019年 19期论文;