平度(某区域)距平度热电厂直线距离约 4 千米,蒸汽管线长度约 6 千米,计划在此兴建供热能力为 120 万平米的高温水供热首站。
一、关于凝结水回收问题
对蒸汽网供热系统而言,较长距离的凝结水回收输送,全国各地均未进行,原因如下:
• 沿程热损失大,加上输送耗电,投资不合理。
• 回水中铁离子浓度大,水处理难度大、成本高。
• 城市内管位紧缺。
因此,建议本项目不回收凝结水,一次水网中多余的凝结水可作二次网的补水利用,如果二级站采用混水机组或水水喷射器,那补水会自然完成(见后述)。
二、 首站换热设备的选型问题
选择换热设备应该从三个方面进行考虑,即综合投资、节能和可靠性。
板式换热器不适合建首站,因其耐温水平低,国内通常采用波接管式和双螺纹管式两种换热器,之所以没有采用喷射类或混合类换热器,主要原因是首站一般都建在热电厂内或附近,凝结水必须回收,而混合换热站的溢水水质不能满足热电厂的要求。然而此项目不回收凝结水,情况就大不相同了。
以下给出高远公司生产的汽动加热器(喷射型)与传统的面式换热器的原则性性能比较表可供参考。
汽动加热器与传统换热器系统与原理优势比较
分类 | 汽 动 加 热 器 | 传 统 换 热 器 |
工作原理 | 利用蒸汽作功推动水循环,同时完成加热和升压。 | 传统换热器主要是表面式(间接式)换热器,冷热两种流体被金属壁隔开,而是通过金属壁面进行热交换。 |
调节方式 | 设备可根据热负荷的变化调节出力,保持最佳运行方式。(此为我公司专有技术) | 不存在 |
用电负荷 | 借助蒸汽动力带动水循环,选用水泵功率小,节电 50% 以上。 | 系统阻力大,选用水泵功率大 |
用汽负荷 | 汽水直接混合,热效率近 100% ,低温回水排出,节约蒸汽 4.5% ~ 13.5% 。 | 换热时,蒸汽高温凝结水排出,浪费蒸汽热量。 |
定压方式 | 采用定压阀。 | 需配置两台变频补水泵或水泵 + 膨胀水箱 + 电接点压力表 |
占地空间 | 管路简单,设备体积小,总装设备少,且自身带有除污置,占地空间及建筑空间小。 | 系统需配置至少两台循环水泵、补水箱、补水泵两台、除污器,整体机组占地空间大。 |
可靠性 | 无转动设备及易泄漏、振动、过热、过压、老化、结垢等现象,系统故障率低,可靠性高,节约维修费。设备自身免维修,使用寿命 15 年以上。 | 结构复杂,易结垢,平均使用寿命约 5 年。水质硬的地区一般为 2 年。 |
投资比较 | 占地空间小,土建费用低,系统简单,机组费用低,设备性价比高,投资更合理。 | 系统庞大,占地空间大,设备寿命短,投资效益低。 |
1 、投资结算比较: 单位:万元
类型 | 汽动加热器 | 双螺纹管换热器 | 波接管换热器 |
换热设备价格 | 120 | 240 | 360 |
辅助系统 | 90 | 180 | 180 |
土建投资 | 30 | 120 | 120 |
合计 | 240 | 540 | 660 |
2 、节能:汽动加热器利用蒸汽做功推动水循环,一个采暖季节电 60 万度。汽动加热器机组的蒸汽凝结水自然进入水系统,而其他两种系统的凝结水需用专门的回收设备进行回收,回收过程需用电。
3 、可靠性:经过多年的研发改进,汽动加热器技术已经成熟,多通道技术( M 技术)在甘肃、辽宁等地使用皆得到用户好评。由于蒸汽喷嘴面积可调节,使噪声得到有效控制(仿冒产品无此功能),特别是产品不存在结垢、腐蚀等问题,对水质要求很低,使用寿命可达 20 年。
汽动加热器可以适用极低的蒸汽压力,以平度自来水公司换热站为例,当蒸汽压力低于 0.1Mpa 时依然收到了理想的供热效果,如果蒸汽压力持续很低,那么也可以采用水汽引射器来满足要求,水汽引射器不能节电,但其他指标与汽动加热器相同。
三、二次网与二次站
通常二级站多采用面式换热器,其中更多采用价格相对较低的板式换热器,以避免一二次网之间水的混合,防止一次水网污染保护首站换热器。但是如果首站采用汽动加热器,不怕污染,那么也就没有必要采用板换,取而代之的是混水换热方式。
混水方式较板换系统大为简化,投资大幅节省( 50% ),且故障率低,维修费用低。由于混水器的阻力远小于板换,故而节电效果也十分突出。此项技术在国内正在迅速推广中,威海博通热电的循环水供热项目中大量运用,国内已有大量单位采用此种方式供热,均收到理想效果。如果将混水器换成水水喷射器,会收到更好的节电效果。
更进一步,如果换成小型水水喷射器,会使供热方式更加神奇,因为它根本就不需要建二级站,只在每单元入户井内或在每根支管上增设一只小小喷射器就万事大吉了。此种方式将一次网延伸至小区内,由于管径细大量节约了管网投资,特别是不建站更大幅度节约了投资,实践证明此种方式并不会使系统产生失调问题,我国新疆等地成功地且大量地采用此种方式供热。采用此种方式要求首站水泵有足够的扬程,比正常情况多 20-30 米。
混水器的设计原则是阻力最小,而水水喷射器的设计原则是扬程最大。青岛高远公司可以全方位提供产品和技术咨询服务。
采用混水方式供热,一次网和二次网归一个单位进行管理最好。因为水质、水量平衡和水温控制等工作便于协调。
由此上分析,从节能、节资及可靠性等诸方面综合考虑,提出如下建议:
首站宜采用汽动加热器作主换热设备。
二级站宜采用混水机组,亦可以取消二级站采用水水喷射器方案。
若读者有兴趣,请来电向我公司索取相关图纸进一步技术交流。
青岛高远热能动力设备有限公司
朱建文
2009-6-8