关于北方某供热公司扩建方案

李兴国

(黑龙江省林业设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

某市集中供热现状主要以热水锅炉房为主，全市总供热面积约800万平方米。其中本单位集中供热面积约500万平方米，B供热公司集中供热面积约200万平方米，C供热公司集中供热面积约50万平方米，其他分散供热面积约50万平方米。

近期热负荷将达到1200万平方米，远期热负荷将达到1600万平方米。

当地冬季采暖天数为163d，合计3912h；采暖室外计算温度为-19.7℃，采暖期平均温度为-6.6℃，采暖综合热指标50W/m2，以此计算近、远期最大、平均、最小热负荷如下：

近期采暖期最大、平均、最小设计热负荷

远期采暖期最大、平均、最小设计热负荷

1 装机方案

1.1 锅炉炉型选择

城区热电联产供热符合国家能源政策和可持续发展战略，是贯彻落实节约资源基本国策的重要举措，是大力发展循环经济、提高资源利用效率、建设节约型社会的有效途径。

按目前常用的锅炉燃烧方式考虑，主要有以下几种方式可供选择：即往复炉排炉、煤粉炉和循环流化床锅炉。

往复炉排由于炉排倾斜，因而使得炉体高大，对煤的粒度要求较严，直径一般不宜超过40mm，否则难以烧透。高温区炉排片长期与赤热煤层接触，容易烧坏。对锅炉负荷变化的适应性较差，且漏煤较严重。

煤粉炉虽然生产和运行技术经验成熟，但制粉系统复杂，煤种适应性差，锅炉负荷率调节范围一般在70%～100%之间，只有在稳定工况下运行，方能获得较高的燃烧效率。

由于国家对环境保护要求愈来愈高，三废的排放标准愈来愈严格。根据《热电联产项目可行性研究技术规定》第3.3.1条“热电厂的锅炉，在条件合适及单台锅炉额定蒸发量为410t/h以下时，宜优先采用循环流化床锅炉”的规定，也适合选用循环床锅炉。

因此本方案锅炉选择循环流化床锅炉。

1.2 机炉参数选择

根据近、远期预测热负荷情况，本工程电厂按两种方案设计：

方案一：3×240t/h循环流化床蒸汽锅炉，配备2×50MW背压式汽轮发电机组(近期)；4×240t/h循环流化床蒸汽锅炉，配备3×50MW背压式汽轮发电机组(远期)。

方案一：汽平衡表(近期)

方案二：汽平衡表(近期)

方案二：3×220t/h循环流化床蒸汽锅炉，配备3×30MW背压式汽轮发电机组(近期)；5×220t/h循环流化床蒸汽锅炉，配备5×30MW背压式汽轮发电机组(远期)。

根据《热电联产项目可行性研究技术规定》(计基础[2001]26号)以及《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)规定“对新建工程供热机组的初参数应按下列要求选用：单机容量25～100MW采用高压参数”，因此本工程机炉参数设计为高压参数。

2 方案比选

2.1 汽平衡

本工程采暖期汽平衡情况见下表(现状热水锅炉总供热能力约320MW，作为调峰热源)。

方案一：汽平衡表(远期)

2.2 机组运行方式

方案一：

近期：3×240t/h+2×50MW机组运行方式

由汽平衡可知，冬季采暖期最大、平均负荷工况时，3×240t/h蒸汽锅炉运行，此时，锅炉产汽量640t/h，小于锅炉额定负荷产汽量720t/h，汽机可供采暖用汽量为520t/h，不需减温减压器供汽；此时，两台汽机运行，每台50MW汽机发电功率均为满负荷运行状态；此时，最大负荷状况时需要原厂热水锅炉调峰供热250MW。

由此可知，锅炉冬季可稳定运行，一旦一台锅炉事故，另外2台锅炉以及调峰热水锅炉可供90%的采暖用热，满足规范要求。

方案二：汽平衡表(远期)

热化系数为0.58，满足《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-2011)中 “合理的热化系数为0.5-0.8”的规定。

远期：4×240t/h+3×50MW机组运行方式

由汽平衡可知，冬季采暖期最大、平均负荷工况时，4×240t/h蒸汽锅炉运行，此时，锅炉产汽量965t/h，汽机可供采暖用汽量为780t/h，不需减温减压器供汽；此时，三台汽机运行，每台50MW汽机发电功率均为满负荷运行状态；此时，最大负荷状况时需要原厂热水锅炉调峰供热275MW。

由此可知，锅炉冬季可稳定运行，一旦一台锅炉事故，另外3台锅炉以及调峰热水锅炉可供90%的采暖用热，满足规范要求。

热化系数为0.656，满足《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-2011)中 “合理的热化系数为0.5-0.8” 的规定。

方案二：

近期：3×220t/h+3×30MW机组运行方式

由汽平衡可知，冬季采暖期最大、平均负荷工况时，3×220t/h蒸汽锅炉运行，此时，锅炉产汽量652t/h，小于锅炉额定负荷产汽量660t/h，汽机可供采暖用汽量为468t/h，不需减温减压器供汽；此时，三台汽机运行，每台30MW汽机发电功率均为满负荷运行状态；此时，最大负荷状况时需要原厂热水锅炉调峰供热285MW。

由此可知，锅炉冬季可稳定运行，一旦一台锅炉事故，另外2台锅炉以及调峰热水锅炉可供90%的采暖用热，满足规范要求。

热化系数为0.525，满足《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-2011)中 “合理的热化系数为0.5-0.8” 的规定。

远期：5×220t/h+5×30MW机组运行方式

由汽平衡可知，冬季采暖期最大、平均负荷工况时，5×220t/h蒸汽锅炉运行，此时，锅炉产汽量1086t/h，汽机可供采暖用汽量为780t/h，不需减温减压器供汽；此时，五台汽机运行，每台30MW汽机发电功率均为满负荷运行状态；此时，最大负荷状况时需要原厂热水锅炉调峰供热275MW。

由此可知，锅炉冬季可稳定运行，一旦一台锅炉事故，另外4台锅炉以及调峰热水锅炉可供90%的采暖用热，满足规范要求。

热化系数为0.656，满足《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-2011)中 “合理的热化系数为0.5-0.8” 的规定。

2.3 推荐方案

从供热需求及技术角度看，两个方案无论从近、远期均可满足集中供热的需要。方案一、方案二技术经济指标相差不多，方案一、方案二比较如下：

方案一的优点是投资较方案二低、建设场地占地较小，利于分期建设。

方案二的主要优点是运行的灵活性更好一些。

通过以上装机方案比较可以看出：方案一、方案二在技术经济指标方面相差不多，根据“以热定电”的原则，以及通过锅炉安全可靠性来保障电厂具有较高的年利用小时数，并且顾及长远的技术经济性，保证热电厂的效益，本装机方案推荐方案一：3×240t/h+2×50MW(近期)，4×240t/h+3×50MW(远期)。

3 结论

根据以上计算分析，推荐方案一：3×240t/h+2×50MW(近期)，4×240t/h+3×50MW(远期)，无论从经济性还是技术方面，都是可行的，合理的。