二电厂78号机组供热改造工程可行性研究报告.docx

1、二电厂78号机组供热改造工程可行性研究报告二电厂7、8号机组供热改造工程可行性研究报告目录附件：1.*市改造办公室会议纪要2.哈尔滨汽轮机厂可靠性分析3.供热方案研讨会纪要4.热负荷的函（热力公司）附图：. 概述1.1 项目概况及编制依据1.1.1 项目概况（1）项目名称：二电厂7、8号机组供热改造工程（2）建设单位名称：第二发电厂（3）企业性质：国有企业（4）项目概况*市为*省第二大城市，有丰富的煤炭资源及旅游资源，近年来，大力开展城市改造，市容面貌日新月异，作为城市基础设施的集中供热，也得到飞速的发展。到2009年热电联产集中供热面积已达2000多万平方米，对改善当地的大气环境起了重要作用

2、。2009年*市提出拆除已有的剩余采暖锅炉，新增一批建筑，共需增加供热面积800万平方米，经*市与国电公司协商，国电公司同意将*第二发电厂7#、8#机改为供热机组，以支持*市的集中供热工作。从2007年起*第二发电厂已分批将厂内6200MW凝汽机组改为供热机组，承担了*市近一半的集中供热采暖面积，稳定的供热得到了相关单位及市民的一致好评。7#、8#为国产600MW空冷机组，原为凝汽方式，改为供热在国内为首次。本工程在哈尔滨汽轮机厂的配合下，从汽轮机中、低压联通管上打孔，引出蒸汽管道，至汽水换热站，加热热网循环水，蒸汽放热凝结后回汽机凝结水系统，热网循水加热升温后由厂内送入市区。1.1.2 编制

3、依据（1）国电*第二发电厂对7#、8#机组供热改造工程可行性研究报告编制工作的委托书（2）哈尔滨汽轮机厂：*600MW亚临界供热改造可靠性分析报告（3）*市政府办公会纪要（4）二电厂供热改造技术方案研讨会会议纪要（5）国家近期颁布的相关法律文件及业主提供的相关资料及要求等（6）*市热力有限责任公司关于热负荷的函（7）城市热力网设计规范 CJJ34-2002（8）工业金属管道设计规范 GB50316-2000（9）城镇直埋供热管道工程技术规范 CJJ/T81-981.2 研究范围1.2.1 范围研究范围为由汽机中低压缸导汽管开孔接管后的，（不包括蒸汽管道上为安全运行配套的各种阀门），机组旁固定支

4、架后蒸汽管道开始，包括厂区热水管道，凝结水管路、汽水换热站的工艺、土建、电气、仪表自控等专业全部设计。1.2.2 总体布置及高参数抽汽的利用（1）车间内抽汽管道的走向布置方式（2）汽水换热站的布置方案（3）高抽汽参数的合理利用的多方案论证1.2.3 工程设计蒸汽管路、热水管路的设计，汽水换热站各专业设计。1.2.4 工程投资估算及经济评价参照国家有关规定进行。1.3 工程建设的必要性*市为了加快城市建设进一步改善大气环境，要求拆除已有分散采暖小锅炉，加上2009年新增的供热面积共800万平方米。已有的热电联产机组供热能力已饱和，新建供热机组无论从规划、环保各方面看都不可能，最现实的作法即把临近

5、市区的凝汽机组改为供热机组，即不增加污染物总排放量，还由于小锅炉的停供起到节能减排的目的。凝汽机组改供热，在技术上是要可行的，厂区环境的布置有可操作性，改造后具有较好的节能效益及社会效益，因此本项目的建设是非常必要的。1.4 主要设计原则1.4.1 提高能源利用，最大限度利用抽汽高品位的能量。1.4.2 节约合理用地，根据现场实际情况，减少不必要的拆除。1.4.3 管线布置不影响正常运行及检修，与主机接口及过渡利用机组的大、小修完成。1.4.4 设备及管路系统的应量按1000万平方米（两台机）选择，与外网配套。1.5 简要工作过程2009年3月中旬*第二发电厂邀请设计院去电厂作前期准备，我院派

6、员到现场，了解机组性能，运行情况及制造厂提供的汽机抽汽改造方案。2009年3月底派员参加*二电厂去哈尔滨汽轮机厂洽谈，该厂对大二厂2600MW空冷机组进行供热改造的可靠性分析，哈汽厂经过努力工作，提交了可靠性分析报告及供热工况图。2009年4月初国电*第二发电厂正式委托中国市政*设计研究总院对2600MW亚临界空冷机组供热工程进行可行性研究及设计。市政*设计研究总院提交了2600MW（7、8号机）供热改造工程三个设计方案，*二电厂于2009年4月13日组织有关专家进行了研讨，重点在于高参数抽汽的利用，针对提出的三个方案，进行了论证，形成会议纪要。2. 热负荷根据*市集中供热的发展，2009年供

7、热面积增加8001000万平米，绝大部分为居民采暖、并正在拆除小型锅炉房。根据初步统计如下表共655万，城市规划和拆迁工作正在进行，最终规模按1000万m2计算，平均热指标64w/m2。2009年*市集中供热拆除小锅炉房统计表序号名称位置规模m21经营公司华祥里小区新建北路15万2外贸小区新建北路15万3红卫里小区新建北路10万4邮政局小区新建北路10万5福园新建北路15万6岳秀园新建北路15万7五医院家属区东风里后街10万8酒厂家属区锅炉房白泊洼15万9市农业开发办白泊洼卫星里1号10万10铁路西一场锅炉房白泊洼10万11房产经营公司华安里小区华安里10万12迎宾园锅炉房新建南路15万13供

8、热公司体育馆锅炉房迎宾西路15万+10万14邮电大楼新建南路10万15新南客运站新建南路10万16九龙出租汽车公司新建南路5万17*必高汽贸新建南路5万18解放村新建南路5万19南郊地税局府南路10万20中铁十七局迎宾东路10万21三江物业宾西路15万22*站锅炉房站前街10万23铁路局西锅炉房局西20万24雁北煤校站东大街10万25玄东花园玄东门20万26运输八公司大北街5万27煤管局小区佛殿庙街21号20万28房管局开发公司大东街大东街10万29供热公司十三校锅炉房大东街10万30供热公司皇城街锅炉房皇城街10万31*艺术学校大东街5万32庆丰园大庆路10万33电力公司小区大庆路10万34

9、飞达小区大庆路10万35农行家属院大庆路10万36*市医药公司大庆路10万37金牛装饰城南三环15万38房管局开发公司七佛寺小南街15万39裕鑫宾馆东关10万40房产经营公司玄东桥5万41矿业公司车队迎春里5万42元件三厂新建南路10万43宝利达汽修新建南路5万44铁建宾馆新华街5万45*市军用饮食供应站新华街5万46机车厂北生活区大庆东路20万两座47锅炉厂家属楼大庆路10万48福园小区大庆路10万49实验小学西剑道1号5万50云泉里小区云泉里15万+10万51水务局家属楼黄花街10万52空十军东院西门外15万53绿园三号院同左路20万54一医院大十字街5万55二医院雁同西路15万56三二二

10、医院新开南路2号10万57四医院工农路10万58商业医院新建南路5万合计655万3. 工程方案3.1 热源3.1.1 概述国电*第二发电厂总装机容量3600MW，分三期建设，一期工程6200MW1978年8月动工，1988年最后一台机投产，二期工程2600MWW亚临界空冷机组于2005年投产，三期为2660MW超临界空冷机组，已安装完毕。其中一期6200MW三缸三排汽凝汽机组已于20072008年先后改为供热机组，供热规模1000万平方米。本工程是从二期2600MW亚临界风冷机组上抽汽供热。该机组为哈尔滨汽轮机厂生产，型号为NZK600-16.7/538/538，四缸四排汽。3.1.2 抽汽量

11、的确定（1）按供热负荷需求：根据*市的建设速度及市政府要求，需提供1000万m2建筑面积的热量，按平均热指标64W/m2计算，每台机要提供320MW，考虑热换 失每台机供汽444t/h。（2）按热网供热能力：保温管直径DN1200，按允许流速3m/s计算，最大输送能力11500t/h，热网供回水温度55，每台机抽汽，506C/H，供热面积1265万m2，若温差为50时，抽汽464t/h，可供面积1150万平方米。综合考虑，供汽量按500t/h计算。供热约385MW，发电约510MW，热电比为0.75，符合要求。3.1.3 抽汽参数由于汽轮机提供的热平衡图以抽汽量600t/h作为计算依据，本报告

12、均以此为准，抽汽口压力0.8MPa，温度330。3.1.4 抽汽方式由哈汽提供，在低压联通管上打孔，孔内径为1260mm，每个联通管后均设一蝶阀，用以调整抽汽压力，抽汽管道上装设止回阀，电动阀及快速关断阀，以防止汽机甩负荷时超速。3.2 供热方案由于600MW汽轮机为空冷式凝汽机组，有防冻要求与常规的发电供热两用机相比，抽汽口参数高，如直接使用，将有2630MW的发电能力未被利用，造成较大的能量损失，为了充分利用能源就此方面提出三种方案。3.2.1 第一方案全部抽汽进背压机发电，排汽供热抽热400t/h500t/h进背压机，排汽压力0.3MPa，发电2630MW，排汽进汽水换热器加热热网循环水

13、。3.2.2 第二方案部分利用抽汽作功每台机抽汽的一部分约70t/h进两台背压小汽机，小汽机拖动单台1600KW的供热循环泵，背压0.3MPa（或0.25MPa）进热网加热器，与0.8MPa进汽的热网加热器混合进入或单独进入汽-水加热器。3.2.3 第三方案直接使用抽汽供热抽汽直接进入三台汽-水换热器，加热循环水供热。3.3 供热方案特点论述（1）第一方案对热能利用充分，弥补了冷凝机供热的自身缺陷，尽管投资高，作为非标产品的背压机开发设计加工周期长，需一年多，但经济效益十分显著，若条件许可，是非常合理的方案。经过反复现场测量布置，根据制造厂提供的设备初步尺寸，由于厂区场地狭窄，工程投资很大并设

14、备及管道尺寸庞大，难以布置，没有可操作性。（2）第二方案部分利用高温位抽汽，用小汽泵替代21600KW电动循泵，利用率15%左右，系统虽较复杂，但设备布置能容纳，且小汽机结构简单，占地面积小，调速灵活可靠，国内已有多台用于供热中运行，由于小汽机排汽热量比直接抽汽焓值低，需多增加8t/h抽汽为总，供汽量的1.6%，可节约厂用电833万度，供1000万平方米可节电1665万度，投资汽泵的费用一、二年即可回收。（3）第三方案未考虑能量回收，因之占地少，系统简单，投资最低。（4）在2009年4月13日由大二召集的方案研讨会上，与会专家经过充分论证，认为从现有实际条件出发，第一方案由于条件限制无法实现，

15、第二、三方案作为可研中的比选方案，二、三方案流程图见R-4和R-5。（5）两方案主要设备特性按-1-3表。第二方案主要设备表序号名称及规格型号单位数量备注1背压汽轮机及循环泵功率：1600KW蒸汽流量Q=37T/h汽压力0.8/0.26MPa，温度330水泵：流量31003500m3/h，H=133140m台22变速箱与水泵转速匹配2电动双吸循环水泵（水阻变频）Q=31003500m3/hH=133140mN=1600KW 电压6000V台2带金属软接头大小头3汽-水换热器加热介质：蒸汽压0.8MPa，温度310，循环水泵1660m3/h换热量130MW附水-水换热器循环水进出口水温120/6

16、5循环水2000T/h，循环水工作压力1.6MPa 凝结水温度85组台23234凝结水加压泵（变频）Q=175m3/hH=204mN=185KW台24带金属软接头大小头耐温120，不锈钢叶轮和轴，各备用一台5BW型复合式过滤器进口DN900 PN=1.6MPa外型尺寸H=22004444台26定压补水泵（变频）Q=120m3/h，H=40m，N=37KW台27排污扩容器=2000H=3470台18疏水箱 160032009疏水泵Q=8.8m3/h，H=35m，N=4KW台210软化水箱V=30m3250045002500台111取样器=273台612LDT型电动单梁桥式起重机G=10T 跨度=

17、16.5m台1方案三：抽气直接进入加热器0.8MPa抽气直接进入汽水换热器，凝结水85送回7抽。第三方案主要设备表序号名称及规格型号单位数量备注1汽-水换热器1700/2000加热介质：蒸汽0.8MPa，340，166T/h循环水工作压力1.6MPa循环水进出口水120/65，循环水量1660m3/h凝结水温度85附水-水换热器套62双吸循环水泵（水阻变频）N=1600KW 电压6000VQ=31003500m3/h H=133140m台4带金属软接头和大小头3凝结水加压泵（变频） 200D435Q=175m3/h，H=185m，N=204KW台8耐温120，不锈钢叶轮和轴，进出口配大小头，金

18、属软接头4BW型复合式过滤器DN900 PN=1.6MPa外型尺寸H=22004444台2各备用一台5变频定压补水泵Q=120m3/h，H=50m，N=37KW台26疏水箱 160032007疏水泵8排污扩容器 H=3470 =2000台19软化水箱V=31m3 250045002500个110取样器=273台611LDT型电动单梁桥式起重机G=10T 跨度=165m台13.4 设备及管线布置3.4.1 抽汽管路，每台机抽汽管径DN1200，设计压力1.0MPa从运行层联通管上引出后，与联通管中心线同一标高，垂直于汽机轴线到A列，沿A列向南侧直至出墙，进汽水换热器。管道上安装快关阀，止回阀及电

19、动关断阀，为了检修运行方便，阀门均低位布置，管道至A列后，先向下至14.7m布置阀门后，再升高至适宜高位。3.4.2 汽水换热站布置二期主厂房扩建端外侧，两台机共用，离主厂房约15m，长72m，宽18m，汽水换热器共六台，分为7#、8#两个单元布置在标高7.0米的平台上，底层为各种水泵，第二方案循环水泵共六台，四台汽动循环泵，两台电动，三方案为四台电动循环泵，电动均采用水电阻调速方式。各种泵均布置在零米地面。大型循环水泵设置天车起吊，汽-水换热器凝结水由凝结水泵打至7#低加出口。补水由化学水车间直接送来一级除盐水，进入水箱由补水泵补入系统，不合格的凝结水及事故疏水均排入水箱，作为热网补水，由于

20、补水量少，除氧效果差，大部分运行的换热站均不投入，本工程中不设除氧器。3.4.3 供热管网管径DN1200进入汽水换热站先经除污器，再进循环泵加压，进入水-水换热器及汽水换热器，加热后送至供热管网，供热管网为母管制，热交换站进出供热管1200均采用直埋方式敷设，出厂后与市政管网联接，设计压力1.6MPa，设计供回水温度120/65，管材采用聚氨脂直埋保温管。根据以上综合比较，第二方案节能效果较好，虽投资略有增加，但在2年内即可回收，建议采用。3.5 系统的运行及调节蒸汽及凝结水系统均为单元制，每台供热机组配三台汽水热交换器，并列运行，热网水系统为母管制，循环泵并列运行，冷态运行时，由两台电泵循

21、环，热态时发换到汽动泵，电泵处于备用状态，凝结水质合格后各自回本机系统。根据外网对抽汽量需求的变化，通过调节蝶阀将抽汽压力调整在0.8MPa左右，出蝶阀由油动机根据抽汽压力信号进行调节，同时循环泵采用变速调节，改变循环量，及时满足热量的变化要求。市政管网为多热源（目前由四个电厂供热）联网系统，由*市热力公司统一调度。3.6 结构设计3.6.1 设计依据1.混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）2.建筑地基基础设计规范 （GB500072002）3.建筑结构荷载设计规范 （GB50009-2006）4.建筑抗震设计规范 （GB500112001）5.钢结构设计规范 （GB50017-2

22、003）3.6.2 设计原则1.本工程设计使用年限基准期为50年，结构安全等级为二级。2.本工程所在地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.15g，设计地震分组为第一组。3.设计执行目前国家及地方设计规范、法规及标准。3.6.3 材料的选择混凝土及砂石技术要求必须符合现行国家规定，在条件准许的条件下化验砂石的含碱量。水泥采用低碱水泥，水泥进场时必须有质量合格证。水泥出厂超过三个月，应复查试验并按检验结果使用。混凝土外加剂的质量应符合现行国家标准要求，其品种及掺量必须符合混凝土性能要求。钢筋(HPB235,HRB335)、钢板(Q235B)的化学成分，物理力学性能必须满足冶金工业部颁布标准

23、的要求，并有出厂质量证明及化验报告。混凝土的强度等级：C30，3.6.4 结构方案换热间主体采用钢筋混凝土框架、排架结构，基础采用柱下钢筋混凝土独立基础，屋面结构办公区采用现浇钢筋混凝土板，换热间区采用轻钢屋架、轻型板材屋面。3.7 总图与建筑设计3.7.1 总图设计：（1）设计依据：a.民用建筑设计通则 GB50352-2005。b.建筑设计防火规范 GB5OO16-2OO6。（2）总平面设计：本工程中新建一座汽一水换热站，位置在现有配电室和600MW，8#机组的南侧，规划路的北侧和东侧，总平面布置在满足工艺要求的前提下，力求平面布置合理，满足使用要求。（3）道路竖向设计：本工程利用现有道路

24、，只是在配电室周围布置了预制混凝土块道路，来满足运输要求，并且方便进出管线场地标高与现有配电室相同。建筑周围排雨水，均由散水出坡向路面，利用道路上的排水设施进行收集。（4）总平面防火设计：本建筑与现有配电室间距为6m，配电室的南侧为不开门窗的防火墙，满足规范3.4.1条规定。现有的规划路均可作为消防车道，满足规范第6.O.6，6.O.9，6.O.1O条规定。3.7.2 建筑设计：（1）设计依据：a.民用建筑设计通则GB5O352-2OO5。b.建筑设计防火规范GB50016-2006。（2）建筑设计：本工程为*二电厂7#，8#机组供热改造工程，本工程新建一座汽一水换热站，该建筑为框排架结构形式

25、，左侧配电部分为单层，右侧换热站部分为三层，分别为0.000，3.500，7.000层，换热站和配电之间设有一座钢筋混凝土楼梯间，换热站右侧设有一座钢梯，作为第二疏散出口，并且在二，三层分别设有卫生间，首层设有供人员出入的通道，二层设有会议室，三层设有控制室，换热站首层建筑面积为1276.5m2，总建筑面积为2539.8m2。本建筑配电部分外檐为挑檐形式，换热站部分为女儿墙形式，外墙均刷白色外墙涂料，并且用浅灰色外墙涂料进行装饰。建筑外门窗为塑钢门窗，建筑外立面开窗整齐，整体建筑造型简洁明快，体现出现代工业建筑的鲜明特点。（3）建筑装修设计：本建筑中换热站地面为细石混凝土地面，楼面为水泥楼面。

26、配电部分房间，通道，楼梯间为地砖地面，楼梯间，会议室为地砖楼面，控制室为架空防静电楼面，卫生间为防水地砖楼面。内墙均为混合砂浆墙面，刷白色内墙涂料。配电室，会议室，控制室顶棚为纸面石膏板吊顶，卫生间为pvc条板吊顶。门窗为塑钢门窗。（4）建筑防火设计：本建筑为三层框排架结构形式，墙体材料为加气混凝土砌块，外墙250mm，内墙200mm，框架部分屋面为现浇钢筋混凝土屋面板，排架部分屋面为彩色夹芯钢板，夹芯材料为8O厚岩棉，建筑耐火等级为二级，满足规范第3.2.1条规定，本建筑的使用功能为汽一水换热站，所以火灾危险性分类为丁类，满足规范第3.1.1条规定。本建筑中设有一做钢筋混凝土楼梯，并且在换热

27、站旁设有一座疏散钢梯，所以该建筑的防火疏散均满足规范第3.7条规定。建筑物一览表分号子项名称占地面积(m2)建筑面积(m2)高度(m)耐火等级防火分类层数结构形式l汽一水换热站l276.52539.818.3二丁三框排架4. 供配电设计4.1 概述本工程为*第二发电厂7、8号机供热改造工程，是利用*第二发电厂7、8号机进行的热电联产项目，供热面积为1000万平米。4.2设计依据（1）10KV及以下变电所设计规范 (GB50053-94)（2）供配电系统设计规范 （GB50052-95）（3） 低压配电设计规范 （GB50054-95） （4）建筑物防雷设计规范 (GB50057-94)2000

28、年版（5）建筑设计防火规范 （GB16-87）2001年版（6）民用建筑电气设计规范 (JGJ/T16-92) （7）有关用电专业提供的用电设备容量及技术要求。4.3设计范围本工程为*第二发电厂7、8号机供热改造工程的变配电设计，工程包括汽水换热站及变配电站。配电设计包括10KV/0.4KV级变配电系统、10KV/0.4KV级电动机的控制、照明系统、防雷接地系统等，电源外线不属于我院的设计范围。设计分界点为变配电间的高压进线电缆头，电缆头内侧为我院设计范围。4.4负荷等级及供电电源本工程是*市集中供热多热源中的一个重要热源，如果停电将会造成大面积的供热中断，严重的影响了人民群众的生活,为保证集中供热安全运行，必须具备可靠的供电电源。因此，本工程的供电电源按一级用电负荷考虑，需要两路电源供电，一路为主电源，另一路为备用电源。供电电源电压等级为10KV。另外，汽水换热站的维修电源与照明电源由电厂低压厂用电引来。4.5负荷情况及变配电室的设置根据工艺专业推荐的方案，本工程总的