背压机与热水锅炉比较热机.docx
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背压机与热水锅炉比较热机
石家庄光华热电有限公司15、16号机暂缓关停并对16号机进行背压机改造方案与新建热水锅炉方案及新建背压机方案比较
工程咨询（甲级）：
20320070011ISO9001质量认证：
05008Q10073R1L
工程设计（甲级）：
030001-sjISO14001环境认证：
05008E20043R1L
工程勘察（甲级）：
030001-kjGB/T28001职业健康安全认证：
05008S10046R1L
2011年03月石家庄
1概述
1.1任务依据
石家庄光华热电有限公司发给河北省电力勘测设计研究院的委托书。
《石家庄光华热电有限公司16号汽轮机组改造工程可行性研究报告》。
业主提供有关资料。
专业有效规程规范等。
1.2工作过程
2011年3月5日，石家庄光华热电有限公司委托我院对15、16号机暂缓关停并对16号机进行背压机改造的方案与同等级供热能力的新建热水锅炉方案及新建背压机方案进行技术经济比较。
1.3工程概况
石热公司现安装有13台锅炉，包括四台220t/h煤粉锅炉，四台410t/h循环流化床锅炉，两台220t/h循环流化床锅炉，两台168MW尖峰热水炉，一台240t/h燃气尖峰锅炉。
安装有七台汽轮机，均为供热机组，包括两台25MW抽汽背压机组，两台25MW背压机组，两台200MW双抽机组，一台125MW单抽机组（即16号汽轮机）。
根据《石家庄市人民政府办公厅关于2011年城区热源热网建设的建议》（市政办函【2011】1号文），暂缓关停石热公司15、16号机组。
本报告的任务是对15、16号机暂缓关停并对16号机进行背压机改造的方案与新建2х168MW热水锅炉方案，及与新建2х50MW背压机方案作技术经济比较，结合项目的初投资、供热能力、发电能力、运行管理及投资回报等方面，得出推荐方案。
1.4设计范围
1）对石热15、16号机组现状及16号机改造后的热负荷进行分析，并提出同等供热能力的热水锅炉方案和背压机方案。
2）对三个供热方案进行论证并计算各方案的热经济指标。
3）对三个供热方案作技术经济比较。
2热负荷
2.1热负荷现状
石热公司有两种热负荷，分别是工业负荷和居民采暖负荷，2010年，石热公司有工业负荷550t/h，居民采暖负荷2506万平方米。
所辖管网覆盖京广铁路以东广大区域，包括制药、纺织、化工、印染等大型工业企业，省、市党政机关和直属单位，省会主要商贸区、大专院校、医疗单位、大型居民住宅区等。
在供热发展的早期，集中供热的主要目的是解决工业热负荷，石热公司采用蒸汽进行供热，在政府决策向建筑供热时，仍采用了蒸汽供热的方式。
2000年以后，石热公司陆续建成了八期2×200MW双抽供热机组和2×168MW热水锅炉，并配套建设了完善的高温热水管网。
为减少能耗，增强供热能力，减少蒸汽采暖负荷缺口，石热公司自2005年以来，每年对蒸汽管网进行高温水网供热改造约150万平方米。
2010年，石热公司采暖负荷按照供热介质分类，包括蒸汽采暖负荷和高温水采暖负荷，蒸汽采暖负荷为1384万㎡，高温水采暖负荷为1122万㎡。
石热公司热负荷分类统计表表2.2-1
热负荷分类
合计
工业蒸汽负荷
（t/h）
采暖蒸汽负荷
（万㎡）
采暖高温水负荷
（万㎡）
工业550t/h；
采暖2506万㎡
550
1384
1122
2.2热源现状
石热公司现安装有13台锅炉，包括四台220t/h煤粉锅炉，四台410t/h循环流化床锅炉，两台220t/h循环流化床锅炉，两台168MW尖峰热水炉，一台240t/h燃气尖峰锅炉。
安装有七台汽轮机，均为供热机组，包括两台25MW抽汽背压机组，两台25MW背压机组，两台200MW双抽机组，一台125MW单抽机组（即16号汽轮机）。
石热公司的汽网供热能力1146t/h（其中，供工业蒸汽550t/h，其余供居民采暖汽网），采暖水网供热能力为782MW。
各现状热源的装机容量及供热能力如下表：
石热公司现状热源统计表表2.1-1
参数
热源编号
锅炉型号
汽轮机型号
汽网供热能力
（t/h）
水网供热能力
（MW）
1、2号热水炉
2x168MW燃煤热水炉
/
0
2x168
七期12、13号汽轮发电机组
2x220t/h高温高压煤粉锅炉
2x25MW抽汽背压汽轮机
2x60
0
七期14、15号汽轮发电机组
2x220t/h高温高压煤粉锅炉
2x25MW背压汽轮机
2x163
0
尖峰炉
240t/h燃气锅炉
/
240
0
16号汽轮发电机组
2x220t/h循环流化床锅炉
1x125MW单抽汽轮机
100
0
八期21、22号汽轮发电机组
4x410t/h循环流化床锅炉
2x200MW双抽汽轮机
2x180
2x223
合计
1146
782
2.315、16号机暂缓关停，并对16号机进行改造后两机组的供热能力表2.2-1
参数
热源编号
锅炉型号
汽轮机型号
汽网供热能力
（t/h）
水网供热能力
（万平米）
机组状态
七期15号汽轮发电机组
220t/h高温高压煤粉锅炉
25MW背压汽轮机
163
0
暂缓关停，维持现状
16号汽轮发电机组
2x220t/h循环流化床锅炉
1x70MW抽汽背压式汽轮机
100
300（采暖排汽量约230t/h）
暂缓关停，并进行背压机改造
合计
263
300
由上表可见，采暖综合热指标按50W/m2计算，15、16号机暂缓关停，并对16号机进行改造后两机组的供热能力为700万平米。
本报告即以此供热面积为基础进行装机方案选择和比较。
3装机方案
根据本工程热负荷情况，结合业主委托书推荐方案，拟定备选装机方案如下：
方案一：
1x70MW抽汽背压式汽轮机（改造）+1x25MW背压汽轮机（暂缓拆除）+3x220t/h高温高压煤粉锅炉（暂缓拆除）
方案二：
新建2x168MW循环流化床热水锅炉
方案三：
新建2x50MW背压机+2x300t/h高温高压煤粉炉
3.1方案一：
1x70MW抽汽背压式汽轮机（改造）+1x25MW背压汽轮机（暂缓拆除）+3x220t/h高温高压煤粉锅炉（暂缓拆除）
3.1.1本方案设计思路
本方案拟暂缓关停石热15、16号机组，并对16号机进行背压机改造。
3.2.1.116号机背压机改造方案
1）汽轮机本体改造方案为：
汽轮机排汽压力取０.2～0.25MPa.a，拆除低压缸通流部分，改造低压转子，高中压缸通流部分维持现状，将汽轮机由抽凝机改造为抽背机组。
机组改造后，发电机端功率约70MW，在供100t/h汽网蒸汽的同时，还可承担约300万平米的水网采暖面积。
2）在汽机房A列外增设换热首站，汽轮机背压排汽将热网循环水加热至110℃（回水70℃），然后汇入供热母管，送至二级换热站。
热网站循环水量为.4200t/h。
换热站配三台循环水泵，两台运行，一台备用。
3）热网循环水泵入口采用补水泵定压。
热网补水泵间断运行，补充系统水量。
补水系统只考虑本期热网的补水能力。
正常补水量为系统循环水量的2%，正常补水量为：
100t/h。
4）其余系统，如水工、电气、热控等相应调整，详见《石家庄光华热电有限公司16号汽轮机组改造工程可行性研究报告》。
3.2.1.215号机组暂缓关停，并维持现状，可供163t/h的汽网蒸汽，与16号机提供的100t/h汽网蒸汽一起，可承担约400万平米的汽网采暖面积。
3.1.2供热可靠性
改造后的16号机组承担：
1）汽网150万平米基本采暖热负荷，低于全厂所承担汽网总采暖热负荷的20%；
2）水网300万平米的基本采暖热负荷，低于全厂所承担水网总采暖热负荷的30%。
因此，当16号机故障停机时，厂内其余热源还可承担区域70%以上的采暖热负荷，供热可靠性是有保证的。
15号机组承担汽网250万平米的的采暖热负荷，低于全厂承担汽网总采暖热负荷的30%。
因此当15号机组故障停机时，厂内其余热源还可承担区域70%以上的汽网采暖热负荷，供热可靠性是有保证的。
3.1.3本方案主机技术条件
1）3x220t/h高温高压煤粉锅炉（暂缓关停）主要技术参数
型式：
循环流化床锅炉
型号：
HG-220/9.81-L.PM23
额定蒸发量：
220t/h
主蒸汽温度：
540℃
主蒸汽压力：
9.81MPa
给水温度：
215℃
排烟温度：
135℃
锅炉保证效率：
91.5%
脱硫效率：
大于90%
炉架结构：
全钢结构
2）1x70MW抽汽背压式汽轮机（改造后）主要技术参数
汽轮机型式：
高压单缸、冲动、抽汽背压式
调节方式：
喷咀调节
额定功率：
～70MW
转速：
3000r/min
转子旋转方向：
从机头看为顺时针
工作电网频率：
50HZ
蒸汽初压：
8.83MPa
蒸汽初温：
535℃
额定排汽压力：
0.2MPa.a
额定排汽量：
～230t/h
额定供热抽汽压力：
0.883MPa.a
额定供热抽汽量：
100t/h
额定工况进汽量：
424t/h
3）1x25MW背压式汽轮机（暂缓关停）主要技术参数
汽轮机型式：
高压单缸、冲动、背压式
调节方式：
喷咀调节
额定功率：
25MW
转速：
3000r/min
转子旋转方向：
从机头看为顺时针
工作电网频率：
50HZ
蒸汽初压：
8.72MPa
蒸汽初温：
535℃
额定排汽压力：
0.69-1.18MPa.a
额定排汽量：
163t/h
额定工况进汽量：
201.4t/h
3.2方案二：
2x168MW循环流化床热水锅炉
3.2.1本方案设计思路
本方案2×168MW循环流化床高温热水锅炉，所供热水参数：
110℃，1.6MPa，与一期热水网参数相同。
两台热水锅炉将与厂内现有热网并列运行，通过（供）热水母管送至各用户，可供采暖336MW。
采暖综合热指标取48W/m2，可供约700万m2的采暖面积。
循环热水系统采用母管制，热网70℃回水由回水管道引入锅炉房循环水泵间内，经滤水器过滤后由热网循环水泵升压后送至锅炉加热成110℃高温热水，然后汇入供热母管，送至二级换热站。
每台锅炉额定负荷循环水量为4000t/h。
本期工程设计循环水量为8000t/h。
每台锅炉配二台循环水泵，本期工程共配五台循环水泵，四台运行，一台备用。
热网循环水泵入口采用补水泵定压。
热网补水泵间断运行，补充系统水量。
补水系统只考虑本期热网的补水能力。
正常补水量为系统循环水量的2%，正常补水量为：
160t/h；事故补水量为系统循环水量的4%，事故补水量为320t/h。
本方案考虑在拆除现有15、16号机组的场地上建设。
主厂房布置采用6m柱距，总长度63.5m，锅炉间为半露天布置，各间跨距分别为：
煤仓间9.0m，锅炉间31.6m，锅炉间后墙柱中心至烟囱中心距离为44.5m，煤仓间A列至烟囱中心线距离85.1m。
3.2.2供热可靠性
当1x168MW高温高压循环流化床锅炉故障时，厂内现有机组的水网供热能力（采暖供热量782MW）和本期另一台热水锅炉（采暖供热量168MW）一起可承担全厂水网80%以上的采暖热负荷。
3.2.3本方案主机技术条件
热水锅炉的主要技术规范如下：
型号：
QXF168－130/70/1.6－M（暂定）
型式：
循环流化床热水锅炉
额定供热量：
168MW
额定供水温度：
130℃
额定回水温度：
70℃
设计压力：
1.6MPa，
设计热效率：
90.32％，
空气预热器设计进风温度：
20℃
锅炉本体水侧阻力：
150KPa
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