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摘要:介绍了换热站在初期投入使用时,其运行工况偏离设计工况,通过对各种运行参数的分析,找到了产生的原因和解决办法,提出采用合理的措施,可以避免换热站因运行调节不到位而产生的问题。
1 引言
在一个供热系统中,换热站起到承上启下的作用,是一次热源管网与二次供热管网连接的场所。换热站内一次热源管网输送来的高温媒经过换热器的冷热交换,在二次网循环水泵的作用下,将低温热媒输送到热用户,满足热用户的需要。换热站运行管理是否到位,将影响该换热站承担供热区域的供热质量,也影响供热单位的整体效益。
2 工程实例
大连某供热单位为了最大程度上利用电厂热能,回收各种品位的热量,做到能量的梯级利用,提高了能源利用率,降低环境污染,将其下属某热电厂的25MW抽汽凝汽机组进行低真空循环水供热的改造,降低凝汽器的真空度,提高汽轮机的排汽温度,将凝汽器的循环冷却水作为采暖用水为热用户供热。
由于受凝汽器回水温度不能高于55℃的限制,该低真空供热系统的一级热力网总循环流量为3000t/h,设计供回水温度为84℃/55℃、二级网设计供回水温度为70℃/50℃。
某小区换热站是该低真空供热系统中供热面积较大的站之一,其规划供热面积为60万平方米,该小区换热站实际供热面积为54.38万平方米,全部为散热器采暖,其分区情况见表1。
各区均安装二台循环水泵,一运一备。水泵设计参数为:
一区:流量 470t/h 扬程 44m 电机功率 90kw
二区:流量 346t/h 扬程 38m 电机功率 55kw
三区:流量 470t/h 扬程 44m 电机功率 90kw
四区:流量 470t/h 扬程 44m 电机功率 90kw
循环水泵采用变频调控制,补水采用全自动补水定压装置控制补水泵进行定压补水。
3 实际运行情况
3.1 一级网回水温度高,影响电厂的安全运行
该换热站投入运行后,在供热初寒期,室外温度高于-1.4℃时,整个系统运行状况较好,低真空供热一次网供水温度为64℃,回水温度为52℃,接近设计值,但没有影响电厂的正常运行。
近日负责该换热站运行管理的三分公司多次汇报,换热站整体供热效果不好,居民反响较强烈。经过企业内部协调,将该低真空供热系统的一次网供水温度提高至为74~76℃,此时该换热站一次网回水温度为58~60℃,超过该低真空供热系统回水温度的设计限制值,已经影响电厂的安全运行。电厂为了确保汽轮发电机组的安全运行,将低真空循环水的供水温度降了下来,从而影响了整个供热系统的供热质量。
3.2 两级管网的循环水流量超出,水泵电机过载
从该换热站内各种表计可以看到,一次网的循环水量为1290t/h;二次网一区的循环水量为531t/h,二区的循环水量为408t/h,三区的循环水量为590t/h,四区的循环水量为607t/h。分别超出各区循环水泵额定流量的13%、18%、26%和29%。各区循环水泵均出现不同程度的噪声和管道振动现象,此时水泵电机过载,将频率全部控制在42赫兹左右时,电机压额定电流运行。
3.3 两级管网的供回水温差变小,影响供热质量
该供热系统的一次网和二次网的供回水温差,当环境温度在-11℃时,一次网供回水温差应为29℃,二次网供回水温差应为20℃。但实际在该环境温度下,一次网的供水温度为74℃,回水温度为58℃;二次网一区的供水温度为58℃,回水温度为47℃;二区的供水温度为58℃,加在水温度为47℃;三区的供水温度为60℃,回水温度为49℃;四区的供水温度为60℃,加在水温度为50℃。一次网供回水温差为16℃,二次网供回水温差为11℃,使该换热站供热区域的供热质量下降,不能满足热用户的用热需要。
3.4 水~水板式换热器
该换热站各区均安装2台水~水板式换热器,是通过招标程序采购的国内产品。后经设计单位校核,换热器能够达到设计要求,满足用户使用。从该换热站现场表计可知,全部运行的换热器内阻力均不超过0.1MPa(在超出设计流量的情况下)。
4 原因分析
4.1 循环水泵电机过载原因
循环水泵的电机是根据水泵的轴功率及安全系数进行选配,电机铬牌上标注的功率为电机额定功率,如果实际使用功率超过电机的额定功率,电机就会出现过载现象。电机在超额定功率工况下连续运行,电机会过热,达到一定程度时,为了保护电机,电机控制柜内自动保护装置会启动,切断电机电源。
水泵的特性曲线有:1.流量--扬程(Q--H)特性曲线、2.流量--功率(Q--P)曲线、3.流量--效率(Q--η)曲线。
从水泵特性曲线可知,随着水泵扬程逐渐降低,其流量逐渐加大,水泵的轴功率也随之上升,导致配套电机的轴功率上升,当超出电机额定功率后,电机电流超过额定电流,引起配套电机过载。
4.2 供回水温差小的原因
从该换热站内各种表计可以看到,一次网的循环水量为1290t/h;二次网一区的循环水量为531t/h,二区的循环水量为408t/h,三区的循环水量为590t/h,四区的循环水量为607t/h。实际流量分别超出设计流量250t/h、144t/h、139t/h、226t/h、198t/h。一次网超出设计流量的2.3%,二次网分别超出设计流量的37%、51.5%、62.6%和48.3%,二次网各区的流量严重超出设计流量。
设计参数可知,当环境温度在-11℃时,二次网的设计供水温度为70℃,回水温度为50℃,温差为20℃;而该换热站二次网实际供水温度为58~60℃,回水温度为47~49℃,温差为11℃。经分析,使各区二次网的供回水温差变小,同时也是造成一次网的供回水温差变小,形成小温差大流量的供热现状,是二次网各区的流量严重超出设计流量。
5结束语
上述数据分析说明,影响该换热站供热质量的原因不是换热器,而是二次网循环水量严重超出设计流量。找到原因后,负责该换热站运行管理的三分公司组织专业技术人员对该换热站的二次网进行了调节,采用定流量调质的运行方式,让各热用户实际运行流量尽可能接近设计流量,使管网的平衡度达到1.1左右。经过调节,降低了二次网的循环水量,提高了供回水温差,改善了供热质量,提高了换热站的安全经济运行的重要性。
參考文献:
[1]贺平等主编,供热工程[M]。北京,中国畚箕工业出版社,2009
[2]何川,泵与风机[M]4版。中国电力出版社,2008
[3]陆耀庆,实用供热空调设计手册[M]2版 中国建筑工业出版社,2008
1 引言
在一个供热系统中,换热站起到承上启下的作用,是一次热源管网与二次供热管网连接的场所。换热站内一次热源管网输送来的高温媒经过换热器的冷热交换,在二次网循环水泵的作用下,将低温热媒输送到热用户,满足热用户的需要。换热站运行管理是否到位,将影响该换热站承担供热区域的供热质量,也影响供热单位的整体效益。
2 工程实例
大连某供热单位为了最大程度上利用电厂热能,回收各种品位的热量,做到能量的梯级利用,提高了能源利用率,降低环境污染,将其下属某热电厂的25MW抽汽凝汽机组进行低真空循环水供热的改造,降低凝汽器的真空度,提高汽轮机的排汽温度,将凝汽器的循环冷却水作为采暖用水为热用户供热。
由于受凝汽器回水温度不能高于55℃的限制,该低真空供热系统的一级热力网总循环流量为3000t/h,设计供回水温度为84℃/55℃、二级网设计供回水温度为70℃/50℃。
某小区换热站是该低真空供热系统中供热面积较大的站之一,其规划供热面积为60万平方米,该小区换热站实际供热面积为54.38万平方米,全部为散热器采暖,其分区情况见表1。
各区均安装二台循环水泵,一运一备。水泵设计参数为:
一区:流量 470t/h 扬程 44m 电机功率 90kw
二区:流量 346t/h 扬程 38m 电机功率 55kw
三区:流量 470t/h 扬程 44m 电机功率 90kw
四区:流量 470t/h 扬程 44m 电机功率 90kw
循环水泵采用变频调控制,补水采用全自动补水定压装置控制补水泵进行定压补水。
3 实际运行情况
3.1 一级网回水温度高,影响电厂的安全运行
该换热站投入运行后,在供热初寒期,室外温度高于-1.4℃时,整个系统运行状况较好,低真空供热一次网供水温度为64℃,回水温度为52℃,接近设计值,但没有影响电厂的正常运行。
近日负责该换热站运行管理的三分公司多次汇报,换热站整体供热效果不好,居民反响较强烈。经过企业内部协调,将该低真空供热系统的一次网供水温度提高至为74~76℃,此时该换热站一次网回水温度为58~60℃,超过该低真空供热系统回水温度的设计限制值,已经影响电厂的安全运行。电厂为了确保汽轮发电机组的安全运行,将低真空循环水的供水温度降了下来,从而影响了整个供热系统的供热质量。
3.2 两级管网的循环水流量超出,水泵电机过载
从该换热站内各种表计可以看到,一次网的循环水量为1290t/h;二次网一区的循环水量为531t/h,二区的循环水量为408t/h,三区的循环水量为590t/h,四区的循环水量为607t/h。分别超出各区循环水泵额定流量的13%、18%、26%和29%。各区循环水泵均出现不同程度的噪声和管道振动现象,此时水泵电机过载,将频率全部控制在42赫兹左右时,电机压额定电流运行。
3.3 两级管网的供回水温差变小,影响供热质量
该供热系统的一次网和二次网的供回水温差,当环境温度在-11℃时,一次网供回水温差应为29℃,二次网供回水温差应为20℃。但实际在该环境温度下,一次网的供水温度为74℃,回水温度为58℃;二次网一区的供水温度为58℃,回水温度为47℃;二区的供水温度为58℃,加在水温度为47℃;三区的供水温度为60℃,回水温度为49℃;四区的供水温度为60℃,加在水温度为50℃。一次网供回水温差为16℃,二次网供回水温差为11℃,使该换热站供热区域的供热质量下降,不能满足热用户的用热需要。
3.4 水~水板式换热器
该换热站各区均安装2台水~水板式换热器,是通过招标程序采购的国内产品。后经设计单位校核,换热器能够达到设计要求,满足用户使用。从该换热站现场表计可知,全部运行的换热器内阻力均不超过0.1MPa(在超出设计流量的情况下)。
4 原因分析
4.1 循环水泵电机过载原因
循环水泵的电机是根据水泵的轴功率及安全系数进行选配,电机铬牌上标注的功率为电机额定功率,如果实际使用功率超过电机的额定功率,电机就会出现过载现象。电机在超额定功率工况下连续运行,电机会过热,达到一定程度时,为了保护电机,电机控制柜内自动保护装置会启动,切断电机电源。
水泵的特性曲线有:1.流量--扬程(Q--H)特性曲线、2.流量--功率(Q--P)曲线、3.流量--效率(Q--η)曲线。
从水泵特性曲线可知,随着水泵扬程逐渐降低,其流量逐渐加大,水泵的轴功率也随之上升,导致配套电机的轴功率上升,当超出电机额定功率后,电机电流超过额定电流,引起配套电机过载。
4.2 供回水温差小的原因
从该换热站内各种表计可以看到,一次网的循环水量为1290t/h;二次网一区的循环水量为531t/h,二区的循环水量为408t/h,三区的循环水量为590t/h,四区的循环水量为607t/h。实际流量分别超出设计流量250t/h、144t/h、139t/h、226t/h、198t/h。一次网超出设计流量的2.3%,二次网分别超出设计流量的37%、51.5%、62.6%和48.3%,二次网各区的流量严重超出设计流量。
设计参数可知,当环境温度在-11℃时,二次网的设计供水温度为70℃,回水温度为50℃,温差为20℃;而该换热站二次网实际供水温度为58~60℃,回水温度为47~49℃,温差为11℃。经分析,使各区二次网的供回水温差变小,同时也是造成一次网的供回水温差变小,形成小温差大流量的供热现状,是二次网各区的流量严重超出设计流量。
5结束语
上述数据分析说明,影响该换热站供热质量的原因不是换热器,而是二次网循环水量严重超出设计流量。找到原因后,负责该换热站运行管理的三分公司组织专业技术人员对该换热站的二次网进行了调节,采用定流量调质的运行方式,让各热用户实际运行流量尽可能接近设计流量,使管网的平衡度达到1.1左右。经过调节,降低了二次网的循环水量,提高了供回水温差,改善了供热质量,提高了换热站的安全经济运行的重要性。
參考文献:
[1]贺平等主编,供热工程[M]。北京,中国畚箕工业出版社,2009
[2]何川,泵与风机[M]4版。中国电力出版社,2008
[3]陆耀庆,实用供热空调设计手册[M]2版 中国建筑工业出版社,2008