摘要：节能减排和应对气候变化已经成为我国当前经济社会发展的一项重要而紧迫的任务，国家对此高度重视。与此同时，节能减排与我们每一个公民的生活息息相关，参与节能减排也是每一位公民应尽的义务。供热是热电厂的主要任务之一，在汽机的运行工作中占较大比重，如何在保证安全稳定供热的前提下，优化供热运行方式，降低能耗，实现节能减排，是本文重点讨论的内容。
关键词：供热机组；供热优化；方案
本文所探讨的供热机组供热的优化方案，是以作者曾经设计的1个供热项目为例证来阐述说明。该项目位于甘肃省武威市，厂区占地0.21km2，工程规划建设2×300MW级抽汽供热机组，匹配2台亚临界中间再热煤粉炉。
1供热机组简介及供热参数选取
1.1背景
为了减少环境污染、节约能源，热电联产机组的发展建设一直以来都得到了国家和政府的积极推动。20世纪80年代起，在我国东北地区和华北地区，就已经开始建设亚临界参数300MW抽汽供热机组，进行热电联产，以替代城市采暖的供热锅炉和小容量的热电联产机组。经过近20年的改进和完善，现在已经成为技术先进，热效率高的供热主力机型。
1.2供热参数的选取及其对热网加热器的影响
该项目所在城市集中供热采用热水采暖系统，至2010年的近期热负荷中，最大热负荷769.75MW，平均热负荷515.65MW，最小热负荷303.23MW。要求在热电厂内设置热网首站，用汽轮机抽汽向热网加热器提供加热蒸汽，将70℃水温的采暖循环水加热至130℃外送，抽汽的凝结水用疏水泵升压送至除氧器。若按该项目所在城市热水采暖系统选型，目前国内生产的300MW抽汽供热机组，当抽汽压力为0.49MPa，最大抽汽量500t/h，可供采暖热量349.6MW（哈汽）或334.1MW（东汽）；当抽汽压力为0.294MPa，最大抽汽量550t/h，可供采暖热量368.3MW（哈汽）或364.4MW（东汽）。两家制造厂在2种抽汽压力下，2台机组的供热能力均超过了武威市城市集中供热的平均热负荷值，达到最大热负荷值的95.6％。2台300MW供热机组，采暖抽汽供热能力强，不仅满足平均热负荷要求，还能承担大部分尖峰热负荷量，对此可以减少调峰热水锅炉台数，或者推迟部分调峰热水锅炉的建设期，这都有利于该市集中供热工程的建设。
亚临界参数300MW抽汽供热机组，2种抽汽压力下的技术指标，对照见表1
从表1中明显地看到，在满足热网加热器用汽参数的情况下，尽可能采用低压力的汽轮机抽汽对热网加热器进行加热，机组的发电量增加，发电热耗率降低，机组的热效率和经济效益得到明显的提高。加热器端差是指加热蒸汽的饱和温度与加热器出口水温之差。在实际运行中，端差的存在和变化虽没有直接的明显热损失，但增加了热交换的不可逆性，产生了额外的冷源损失，降低了装置的热经济性。端差过大，可能为加热器出口水温过低，这样出口水温不能满足热用户温度的要求；也可能为加热器的加热蒸汽抽汽压力过高导致对应的饱和温度过高，高的抽汽压力降低了汽轮机作功能力。故合适的供热参数对提高换热设备乃至整个机组的热经济性都取到重要作用。此工程的采暖供水温度为130℃，为减小端差，抽汽压力选用0.294MPa，其饱和温度为132℃，几乎接近130℃
2集中供热管网参数优化
热网的设计需要考虑其技术、初始投资和运行中的能量损耗。这三个方面属于技术目标、经济目标和能源目标相结合的决策问题。一棵树的网络布局设计已定，有参数的优化问题，这三个目标：在一些管（管）在管道直径的选择不当，不仅使网络流量高的每个节点的水力平衡度，以保证热用户的设计要求热负荷，而且使热网运行的水力稳定性，这是网络设计技术；优化管径和保温层的厚度，在最低成本的网络建设，这是经济目标网络设计；优化管径和保温层的厚度。运行过程中的热量、地层流体压力损失和热损失最小，这是能源网络设计的目标。然而，技术、经济和能源三大目标之间存在着矛盾。例如，追求高经济目标将导致供热网络能源目标的降低。因此，如何统一三个目标，形成一个全面的目标，是优化树状管网布局的关键。当然，在设计热网时，它是根据每个用户给定的热负荷设计的，也就是静态值。设计的技术目标是在某些管道段中选择合适的管径。在热网运行过程中，应进行运行调节工作，保证热网能为用户提供所需的热负荷。特别是在用户热负荷变化较大的情况下，热网的运行调节更为必要。然而，如果网络设计的高性能，则显示出较高的水力稳定性，可以有效地减少其他用户的网络操作和调节，以减少工作量、热负荷波动和调整困难。
确定热网布局也涉及到技术、经济和运行能耗，是综合优化的三个目标布局优化问题。具体地说，当热源和每个热用户的位置给定时，根据地理条件，热用户与其相邻的热用户之间有广泛的管道选择。热源和与之相邻的热用户也是如此。在一起形成确定最优树形网络布局优化领域的各种可能的选项，它形成一个环含有多个平面上的连接图，如图3所示，如何选择从连通图的树，即网络布局优化、网络布局优化问题的设置表。布局优化决定供热管网的布局、形状和管道方向，参数优化决定了供热管网各部分的设计参数。它们属于不同类型的优化问题。由于热网布局优化与参数优化密切相关，布局优化不能独立于参数优化，因此必须同时优化系统的总体布局和参数。当两者交织在一起时，会出现在搜索过程中的布局优化，每次搜索都需要反复优化，造成网络优化，繁琐困难，工作量较大。因此，为了优化供热管网的设计，必须解决技术整合的决策问题，在供热管网的经济和能源，并研究如何进行有效的优化，参数优化时进行布局优化。
3室外供热管网布置原则
供热管网室外采暖系统是建筑工程中投资最大、难度最大的一个环节，对外部热网形式的影响很大，对系统可靠性、供热机动性、运行方便和经济效益都有很大的影响。合理确定热网平面布置，节约投资，保证热网安全可靠运行，便于施工和维护。供热管网布置原则是城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源位置，与各种地面和地下管线和建筑，景观和水文地质条件等因素之间的关系，确定了技术与经济比较。加热线平面位置的确定应遵循以下基本原则：经济合理。干线最直接，主干线尽可能热负荷集中区。技术可靠。尽量通过平坦的地形，良好的土壤和低水位。尽量避免软土地区，地震断裂，滑坡，危险区和高水位。缺乏与周围环境的协调。主线应该少一些。一般平行于道路中线，试着铺在外面的车行道上。一般情况下，管道只能敷设在街道的一侧。铺设在地面上的管道不影响城市环境，美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道及构筑物应协调布置，相互之间的距离应能保证操作的安全、施工和维护的方便性。
4结论
经过多项措施的实施，该厂供热工作运行稳定，未发生停供热事件，同时，在节能减排方面取得了成效，降低了机组煤耗，降低了经营成本，提升了供热量，缓解了供热紧张压力，减少环境了污染。
参考文献：
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[2]吴龙，袁奇，刘昕等.供热机组热电负荷最佳分配方法分析[J].中国电机工程学报，2012，32（35）：6-12.
论文作者:李盛亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2017/12/20
标签：机组论文; 负荷论文; 管网论文; 参数论文; 布局论文; 目标论文; 加热器论文; 《基层建设》2017年第27期论文;