王大治，曹 暉

(1.中國(guó)華電集團(tuán)哈爾濱發(fā)電有限公司哈爾濱150040;2.黑龍江易明智能工程有限責(zé)任公司哈爾濱150001)

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中國(guó)華電集團(tuán)哈爾濱發(fā)電有限公司前身哈爾濱發(fā)電廠。始建于上世紀(jì)二十年代，作為省會(huì)中心區(qū)域的一座熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)。由于其主要為25MW及以下小容量機(jī)組，屬于國(guó)家限制和最終關(guān)停的對(duì)象，因此哈發(fā)電公司急需從市區(qū)中心搬遷異地?cái)U(kuò)建，以滿足生存和發(fā)展需求。道外區(qū)作為哈爾濱市最早形成的老城區(qū)之一，近些年來(lái)隨著拆遷棚戶區(qū)和對(duì)老城舊房危房區(qū)改造步伐加快，新建設(shè)了一大批住宅小區(qū)及相關(guān)商服場(chǎng)所。此外地方經(jīng)濟(jì)以進(jìn)入快速發(fā)展階段，對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施尤其是對(duì)能源基礎(chǔ)設(shè)施需要的增加，根據(jù)《哈爾濱市熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃2006～2020年》，結(jié)合國(guó)家能源政策和環(huán)保政策，哈爾濱發(fā)電有限公司擬定在道外區(qū)水泥路附近異地建設(shè)一座大型供熱電廠。本次可行性研究選用裝機(jī)方案為:2×300 MW亞臨界、中間再熱抽汽凝汽式供熱汽輪發(fā)電機(jī)組，配備2×1 025 t/h的亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)煤粉鍋爐。

2 熱負(fù)荷及參數(shù)確定

2.1 供熱區(qū)域

哈爾濱市原太平地區(qū)(現(xiàn)以劃歸道外區(qū))是哈爾濱老城區(qū)，現(xiàn)有樓房和在建樓房比較集中，根據(jù)《哈爾濱市集中供熱規(guī)劃2006-2020年》中，太平地區(qū)供熱范圍為東起阿什河街，西至宣化街、南通大街，北起松花江南岸，南至先鋒路，并將南崗區(qū)原有宣化街以東地區(qū)供熱管網(wǎng)納入本集中供熱系統(tǒng)內(nèi)。

2.2 供熱區(qū)內(nèi)工業(yè)熱負(fù)荷

根據(jù)《哈爾市熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃 2006～2020年》、哈爾濱中心城區(qū)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃到2010年哈爾濱市區(qū)生產(chǎn)熱負(fù)荷達(dá)到1 930 GJ/h，到2020年達(dá)到2 000 GJ/h，工業(yè)熱負(fù)荷呈下降趨勢(shì)。對(duì)生產(chǎn)負(fù)荷不集中的地區(qū)不搞集中供熱，由生產(chǎn)用熱單位依據(jù)用熱參數(shù)和用熱量自行解決。太平地區(qū)熱網(wǎng)區(qū)域規(guī)劃內(nèi)共有工業(yè)鍋爐17臺(tái)，總蒸發(fā)量129 t/h。由于工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大部分用工業(yè)蒸汽企業(yè)均以停產(chǎn)，仍在生產(chǎn)的廠家比較分散，且負(fù)荷不大，所以不考慮提供工業(yè)熱負(fù)荷。

2.3 供熱區(qū)內(nèi)其它熱負(fù)荷

(1)生活熱水熱負(fù)荷。由于目前家用熱水器的普及，哈爾濱市居民的生活用熱水越來(lái)越趨于家庭自行解決，其優(yōu)點(diǎn)是污染少、節(jié)能、方便。因此大多數(shù)居民和專家不贊成在區(qū)域內(nèi)集中供應(yīng)熱水。所以近、遠(yuǎn)期暫時(shí)不提供生活熱水熱負(fù)荷。

(2)制冷負(fù)荷。盡管哈爾濱地處北方高寒地區(qū)，夏季涼爽、暫短，但家庭制冷空調(diào)和公共建筑制冷空調(diào)在近些年來(lái)的應(yīng)用呈上升的趨勢(shì)。制冷空調(diào)的廣泛應(yīng)用對(duì)改善人們居住和工作的室內(nèi)空間舒適性起到了巨大的作用。同集中供應(yīng)熱水一樣，對(duì)集中制冷空調(diào)來(lái)說(shuō)大多數(shù)人也是不贊成的，主要原因是可操作性不強(qiáng)、技術(shù)不合格和經(jīng)濟(jì)效益差等諸多原因。因此近、遠(yuǎn)期暫時(shí)不考慮供應(yīng)集中制冷負(fù)荷。

2.4 供熱區(qū)內(nèi)采暖熱負(fù)荷

(1)供熱區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀采暖熱負(fù)荷。哈爾濱市原太平地區(qū)(現(xiàn)以劃歸道外區(qū))，截止2008年末實(shí)有住房面積2 784萬(wàn)m2，其中樓房2 507萬(wàn)m2，供熱方式以分散小鍋爐房和區(qū)域鍋爐房為主。采暖鍋爐407臺(tái)，供熱能力817 MW。

目前，調(diào)峰鍋爐房和部分熱網(wǎng)工程已經(jīng)實(shí)施超前建設(shè)，已完成熱網(wǎng)管網(wǎng)鋪設(shè)16.9 km，2×64 MW調(diào)峰鍋爐已投入使用，并預(yù)留一臺(tái)64 MW熱水爐擴(kuò)建條件。實(shí)施集中供熱面積204萬(wàn)m2。熱水調(diào)峰鍋爐房的最終規(guī)模為3×64 MW，共192 MW。

(2)采暖熱指標(biāo)。根據(jù)國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、哈爾濱市建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氣象條件及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定綜合熱指標(biāo):58W/m2。

(3)設(shè)計(jì)采暖負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)哈爾濱市氣象資料，哈爾濱采暖期為179 d，采暖室外計(jì)算溫度為-26℃，采暖期平均溫度-9.5℃，采暖期室內(nèi)溫度為18℃，氣溫資料見(jiàn)表1。

表1 不同室外氣溫下的延續(xù)時(shí)間表

本工程全部完工后總供熱面積為1 700萬(wàn)m2，經(jīng)計(jì)算后熱負(fù)荷延時(shí)曲線如圖1所示。

圖1 熱負(fù)荷延時(shí)曲線

3 熱網(wǎng)工程方案

根據(jù)供熱范圍以及選擇的大容量供熱機(jī)組的特點(diǎn)，確定供熱方案為:以擬建熱電廠為主熱源在供熱規(guī)劃區(qū)提供采暖用熱。采暖供熱系統(tǒng)采用高溫?zé)崴鰹楣峤橘|(zhì)。

3.1 熱水供熱系統(tǒng)

本期工程供熱區(qū)域的熱水供熱系統(tǒng)中熱源與熱用戶之間采用間接連接方式。為了提高供熱能力，降低投資一級(jí)網(wǎng)采用高溫水供熱，設(shè)計(jì)供回水溫度140℃/70℃，依據(jù)哈爾濱市現(xiàn)有熱負(fù)荷特點(diǎn)及多年二級(jí)網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，二級(jí)網(wǎng)采用供回水溫度85℃/60℃的設(shè)計(jì)水溫。目前國(guó)內(nèi)采暖工程多采用聚氨酯預(yù)置保溫管，但眾多的保溫管生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。根據(jù)相關(guān)資料顯示，聚氨酯保溫材料其最高工作溫度為150℃，長(zhǎng)期工作溫度不大于145℃，因此采用140℃/70℃應(yīng)當(dāng)較安全經(jīng)濟(jì)。

3.2 熱網(wǎng)敷設(shè)方式

由于大部分管網(wǎng)敷設(shè)在市區(qū)內(nèi)的人口密集區(qū)，地下管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，綜合考慮技術(shù)可行性、有效利用地下空間和減少工期等方面因素，供熱管道敷設(shè)方案采用直埋敷設(shè)。

3.3 供熱站選擇

(1)換熱站的位置盡量靠近供熱區(qū)域中心或熱負(fù)荷中心，這樣可以利用原有的管網(wǎng)系統(tǒng)，減少二級(jí)官網(wǎng)投資。

(2)結(jié)合換熱站實(shí)際情況，當(dāng)區(qū)域采暖規(guī)模小于15萬(wàn)m2，采用全自動(dòng)組合式換熱機(jī)組，否則采用組合式換熱設(shè)備。

(3)可利用原來(lái)的小鍋爐房或泵站進(jìn)行改造，同時(shí)換熱站設(shè)備的選擇應(yīng)滿足住戶溫控的要求和經(jīng)濟(jì)合理性。

3.4 熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)試方式

一級(jí)熱網(wǎng)采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，在循環(huán)水泵入口處補(bǔ)水，旁通管定壓的方式補(bǔ)水定壓;二級(jí)網(wǎng)采用質(zhì)的調(diào)節(jié)方式，采用循環(huán)水吸入口補(bǔ)水定壓方式。

表2 冬季最大負(fù)荷工況一臺(tái)機(jī)組全廠蒸汽平衡計(jì)算表

4 供熱可靠性分析

由表2可以看出在冬季最大供熱工況一臺(tái)機(jī)組事故時(shí)，全廠剩余供熱能力可滿足60.39%采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷要求。

5 環(huán)境保護(hù)

冬季采暖期大氣污染是哈爾濱市突出的環(huán)境污染問(wèn)題之一，采暖鍋爐燃煤過(guò)程中排放的污染物是造成大氣污染最主要原因。濱江熱電廠集中供熱工程竣工后，不僅滿足供熱區(qū)內(nèi)1 700萬(wàn)m2民用供暖需要，拆除407座原有小鍋爐房，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤耗量53 169 t，同時(shí)大幅度減少由小鍋爐房燃煤帶來(lái)的各種污染物的排放量。由于熱電站鍋爐容量大、效率高，并采用高效脫硫裝置，每年可減少二氧化硫排量1萬(wàn)余噸，使市區(qū)環(huán)境質(zhì)量得到了明顯改善。特別對(duì)建設(shè)東北商品糧基地具有更加深遠(yuǎn)的意義。

6 結(jié)論

通過(guò)上述對(duì)熱負(fù)荷、調(diào)峰熱源、供熱方案、熱平衡及環(huán)保等方面進(jìn)行分析和測(cè)算、論證。哈爾濱濱江熱電廠新建工程通過(guò)建設(shè)成為道外太平濱江地區(qū)提供主熱源，對(duì)其供熱區(qū)域?qū)崿F(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱是可行的、可操作的一個(gè)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。同時(shí)在城市總體規(guī)劃、節(jié)約能源和空間、建設(shè)生態(tài)環(huán)保城市、統(tǒng)一集中管理和滿足城市發(fā)展是必要的。

［1］ 沈志彤.哈爾濱市太平區(qū)集中供熱工程可行性研究［D］.哈爾濱工程大學(xué)，2004.

［2］ 胡宇.大連甘井子熱電廠新建工程熱網(wǎng)部分可行性研究報(bào)告概述［J］.區(qū)域供熱，2009(1).

［3］ 王大治.聯(lián)合循環(huán)技術(shù)對(duì)北方熱電廠改造探索，應(yīng)用能源技術(shù)，2010(3).

［4］ 劉勁風(fēng)，王述洋.電力系統(tǒng)信息安全關(guān)鍵技術(shù)的研究［J］.森林工程，2007，23(4)：88-91.