隨著近幾年煤炭、水等價格的大幅上漲，供熱成本大大增加，必須探求節(jié)能的新路子。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，一級網(wǎng)回水溫度高，一方面導(dǎo)致管網(wǎng)輸送的熱量不能充分利用，增加了輸配成本；另一方面也不利于汽輪發(fā)電機的安全運行。
      因此，威海熱電廠對高溫水供熱系統(tǒng)進行了混水技術(shù)改造，在高溫水管網(wǎng)不更新、不擴徑、不增加的情況下，一級網(wǎng)回水溫度由70℃降低到50℃，增加了管網(wǎng)熱量輸送能力，最大限度降低供熱運行成本。--- 威海熱電廠 王淑蓮 鄧樹超 ；山東大學(xué)/山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳 劉慶堂

      1 概述
      威海熱電廠目前的生產(chǎn)規(guī)模為八爐八機，其中，七臺機組為抽凝機，總?cè)萘?95MW。改造前冬季供暖采取兩種模式，即低溫循環(huán)水供熱和高溫水供熱。低溫循環(huán)水供熱是汽輪發(fā)電機組采用低真空運行方式，提高機組循環(huán)冷卻水溫度，使機組循環(huán)水參數(shù)滿足供暖需要，直接用于建筑采暖。供暖面積750萬平方米，設(shè)計供回水溫度為65/50℃。高溫水供熱是在熱電廠內(nèi)設(shè)有供熱首站，利用熱電廠新蒸汽（0.8MPa、280℃），經(jīng)汽——水換熱器換熱，高溫水經(jīng)一級網(wǎng)循環(huán)至二級換熱站，在各二級站經(jīng)水——水換熱器加熱低溫?zé)崴蜏責(zé)崴?jīng)二級網(wǎng)對用戶供熱。供暖面積350萬平方米，一級網(wǎng)設(shè)計供回水溫度為125/70℃，二級網(wǎng)設(shè)計供回水溫度為65/50℃。

      2 供熱系統(tǒng)的混水換熱改造
      混水換熱系統(tǒng)改造內(nèi)容主要包括對二級換熱站改造、敷設(shè)循環(huán)水熱力主管道、采用計算機智能監(jiān)控與運行調(diào)節(jié)等。二級換熱站由傳統(tǒng)水——水換熱改造為混水換熱，供熱系統(tǒng)連接方式由間接連接變?yōu)橹苯舆B接。改造后，混水換熱系統(tǒng)主要由變頻混水泵、混水器、流量控制器、電動控制閥和自動控制系統(tǒng)組成。二級換熱站改造前、后工藝模式分別見圖1、圖2。

      3 混水換熱供熱系統(tǒng)的運行
      混水換熱將原有二級換熱站獨立熱網(wǎng)改造為直接連接熱網(wǎng)。機組凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)與首站調(diào)峰加熱器系統(tǒng)采用并聯(lián)方式，既可同時運行，又可獨立運行。混水換熱供熱系統(tǒng)基本流程見圖3。
      在冬季供熱的初、末寒期，室外氣溫較高，可直接利用機組循環(huán)水熱量進行供熱；當(dāng)室外氣溫比較低或所帶供熱面積比較大，機組循環(huán)水供熱量不能滿足供熱要求時，首站調(diào)峰加熱器投入使用，調(diào)峰加熱器與凝汽器同時運行，一部分水進入調(diào)峰加熱器，通過蒸汽加熱提高其溫度，這樣可以保證一級網(wǎng)供暖溫度符合要求。二級站進行混水換熱運行，用戶的回水一部分經(jīng)混水循環(huán)泵加壓與一級網(wǎng)供水混合，作為二級網(wǎng)供水直接到用戶，一部分回水通過一級網(wǎng)回水管道送到廠內(nèi)凝汽器加熱。二級混水換熱站混水循環(huán)泵為變頻調(diào)節(jié)泵，利用熱網(wǎng)自動控制系統(tǒng)，根據(jù)天氣溫度的變化調(diào)節(jié)流量和溫度，來保證用戶室內(nèi)供熱效果。

      4 節(jié)能減排效益分析
      （1）加熱蒸汽量變化
      高溫水一級網(wǎng)循環(huán)流量4800t/h，回水至汽輪機凝汽器加熱提高15℃左右（汽輪機凝汽器進出口水溫溫差），則每小時利用熱量為：
4800×1000×15×4.18×103=301GJ
采暖期136天，則采暖期利用熱量為：
301×24×136=98.2萬 GJ
0.8MPa、280℃蒸汽焓值為3.099GJ/t，全年可節(jié)省蒸汽31.7萬噸，按供汽標(biāo)煤耗130kg/t計算，全年可節(jié)省標(biāo)煤4.12萬噸。
      （2）用電量變化
改造前二級站用電量為：790×24×136=258萬kWh
改造后二級站用電量為：948×24×136=309萬kWh
因循環(huán)水量增加，增開熱網(wǎng)循環(huán)水泵2臺（2×1250kW），負(fù)荷按80%計算，用電量為：
1250×2×0.8×24×136=653萬kWh
采用低真空方式運行，停開冷卻塔循環(huán)水泵1臺（500kW），則少用電量為：
500×24×136=163萬kWh
則改造后增加用電量：653+309-258-163=541萬kWh
按發(fā)電煤耗400g/kWh計算，多耗標(biāo)煤2164噸
      （3）機組效率影響
      因加熱高溫水，需一臺30MW的汽輪機作為熱源，采取低真空運行方式，汽輪機真空降低后，汽耗增加，影響發(fā)電約15%，則采暖期影響發(fā)電量：
30×24×136×15%=1469萬kWh
按廠發(fā)電煤耗400g/kWh計算，多耗標(biāo)煤5876噸。
      （4）用水量變化
      汽輪機低真空運行，冷卻水不經(jīng)過冷卻塔，避免了水的蒸發(fā)損失，采暖期間每天節(jié)水約1500噸，采暖期可節(jié)水20萬噸。
      綜上計算，改造后年可節(jié)約標(biāo)煤3.32萬噸，按每噸標(biāo)煤700元計算，則年節(jié)省資金2324萬元；節(jié)水20萬噸，折合74萬元，合計節(jié)省資金2398萬元，節(jié)能效果可觀；同時可減少二氧化碳及氮氧化物排放量8.3萬噸，減少硫化物排放量684噸，減少煙塵粉塵排放量95.7噸，減排效果顯著。

      5 結(jié)論： 將傳統(tǒng)水——水換熱改造為混水換熱，可以實現(xiàn)：
      （1）縮小換熱溫差小，增加換熱量，顯著減少換熱站占地面積和投資；
      （2）拉大一級網(wǎng)供回水溫差，提高管網(wǎng)供熱能力，大幅降低一次管網(wǎng)的投資；
      （3）充分利用一級網(wǎng)的資用壓頭，減少換熱器阻力造成的循環(huán)動力消耗，大幅降低一級網(wǎng)和二級網(wǎng)的循環(huán)動力消耗；
      （4）一級網(wǎng)回水溫度降低，提高了廠內(nèi)發(fā)電機組低真空運行安全性。