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太古热网回水温度影响因素分析

太原市热力集团有限责任公司  杜世聪 杨丽敏 姬克丹

摘要:通过对太古热网采暖季一次网运行情况进行总结分析,深入探讨热力站板式换热器、大温差机组对一次网回水温度的影响,找出在热网调整、运行管理、设备维检等方面的有关原因,提出改进措施及办法,从而降低热网回水温度,提高供热效率,节能降耗。

关键词:供热、板式换热器、大温差机组、回水温度

0前言

太古工程是第一个成功实施的大规模余热长距离供热工程,主要通过分散与集中降温相结合的大温差实现方法,目标将高温网回水温度降至30,一次网回水温度控制在30以下。热网通过设计大温差机组有效降低一次网回水温度,自项目投运以来,热网大力推进热力站大温差机组改造,目前改造比例达67.8%

经过五年的运行,太古热网一次网回水温度受各种因素的影响,无法降至预期值,间接导致高温网回水温度升高。受限于电厂回水温度,电厂出口温度无法继续升高,影响电厂供热量及热网供热负荷。在严寒期,需要投运更多的调峰热源以弥补供热量的不足,加大了供热成本及燃烧排放。本文主要从热力站板式换热器与大温差机组等方面,分析对回水温度的影响,并提出改进意见及处理措施。

1 一次网回水温度影响因素

2020-2021采暖季,太古一次网最大供热面积达到7400万㎡。其中,太原热力集团在太古热网运行热力站共计610座,总供热面积4769万㎡,其余为外协单位管理与运行热力站。目前,集团公司在网大温差热力站共计350座,改造比例达67.8%。然而,随着大温差热力站投运比例的增多,太古一次网回水温度却并未随之降低。

太古热网共分两个系统运行,对比两个采暖季两个系统回水温度,系统I34.55升高至35.48,升高0.93。系统II37.32升高至37.45,升高0.13。统计两个采暖季太古热网全网平衡目标温度分别为40.3639.54。计算太古热网区域内热力站换热设备整体端差,2019-2020采暖季系统III分别为4749.92020-2021采暖季系统III分别为48.3149.45,系统I明显升高,说明该区域内热力站换热效果变差。因此,对比采暖季每周热力站大温差机组与板式换热器运行情况,找出回水温度升高的原因,以便进一步降低热网回水温度。

1.1大温差机组运行情况

2020-2021采暖季,集团公司在太古热网大温差机组投运面积为2195.64万㎡,占集团公司热网总供热面积的46.04%。大温差机组能够充分利用一次网热量,有效降低一次网回水温度,但由于各种原因,部分大温差机组运行不佳,导致回水温度偏高,严重影响了热网回水温度。如图1、图2所示,大温差机组的运行好坏,直接决定着热网回水温度。


太古热网2020-2021采暖季严寒期具备大温差机组热力站平均一次网回水温度为28.51,较去年28.24基本持平,严寒期超过30热力站88座,平均一次网回水温度达39.15,其中超过35大温差热力站40座,占总大温差热力站面积的13.68%。运行工况良好的热力站面积占总面积的74.1%,平均一次网回水温度21.5。超温大温差机组与运行良好大温差机组回水温度温差较大。因此,运行不佳的大温差机组对热网回水温度造成了较大的影响。

1.2 板式换热器运行情况

大温差机组投运期间,热网内板换系统平均投运面积为2414万㎡,占总供热面积的50.62%。通过分析每周热力站运行数据,整理出每周板式换热器运行效果不佳板换系统(一次网回水温度大于50及板换下端差大于3),平均每周超温面积为1057.84万㎡,占总板换面积的44%。大温差机组退出后,平均每周超温面积为1503.65万㎡,占总供热面积的31.53%。板换系统超温面积在整个热网中占据了较大的比例,与热网回水温度密切相关。

3  大温差机组退出前后超温板换系统面积与总板换系统对比

大温差机组投运期间,板换系统平均回水温度41.94,退出后为35.38。板式换热器运行不佳系统平均回水温度46.66,大温差机组退出后为38.36。而运行情况良好的板换系统平均回水温度为37.18,大温差机组退出后为33.42。板换运行良好与运行不佳的系统回水平均温差相差5。因此,超温板换系统严重影响着热网回水温度。

2解决方法与调整

2.1大温差机组运行不佳情况处理

经过实地查看与反馈,在超温大温差机组中,约51%由于机组真空度不足、板换堵塞结垢,等原因造成机组回水温度超温,在采暖期经过联系厂家抽真空和清洗板换后恢复正常运行,堵塞严重的板式换热器需在采暖季结束后做进一步处理;9%由于设备堵塞或故障,需夏季清洗或维修后做进一步观察;3%由于二网阻力大,严寒期并板换运行;3%由于管网失水严重,频繁启停机组;6%需要通过厂家协助精细调整后恢复;其余28%由于自控测点造成温度信息不准确,需在采暖季结束后进行改造。共计66%的大温差机组可在调整、维护、处理后恢复正常运行。

2.2板式换热器运行不佳情况处理

在每周超温系统中,筛选出了连续四个月下端差大于5的热力站系统19个。经由各公司查看与反馈,其中8个系统板换堵塞,7个系统一次网流量偏大,3个系统一次网旁通阀门关不严。同时筛选出每月连续四周下端差大于3的热力站系统44个,经各公司查看与反馈,其中22个系统板换堵塞,12个系统一次网流量偏大,1个系统板换选型不合适,3个系统循环泵降频运行,1个系统自控表计显示不准确。

在超温原因中,板换堵塞占据一半左右,在采暖季中,对板换及过滤器进行冲洗或排污可改善板式换热器换热效果,对于冲洗后仍不能改善的板式换热器需在采暖季结束后对其进行拆洗或酸洗,彻底解决板式换热器堵塞情况。其中,两侧流量不匹配导致超温的占35%左右,由于一次网流量偏大或二网循环泵频率无法继续提升造成了系统超温,经过工作人员合理调整后恢复正常运行,阀门故障或板换选型不适的需在夏季维修改造后进一步调整观察,自控表计显示问题需在调校后进一步观察。板换系统的超温情况大部分可在采暖季通过工作人员调整处理后恢复正常运行,其余部分可在采暖季结束后维修更换后做进一步观察。

5 板式换热器超温原因

3结论

大温差机组与板式换热器作为大型热网中及其重要的换热设备,设备正常高效的运行,直接决定了热网回水温度与热网余热利用的程度,进而影响热网供热质量。太古热网五年的运行管理过程中,大温差机组与板式换热器暴露出的种种问题,造成热网回水温度升高2-3,严重影响了热网的高效运行。因此,为提高热网的余热回收利用比例,节约能源,降低碳排放,因此,在大型热网运行过程中,应加强对热网内大温差机组与板式换热器监测与分析,时刻关注板式换热器运行状况,实时掌握设备运行不佳的原因,及时调控,严格控制回水温度,对于在采暖季不能及时处理的,在采暖季结束后,列入维修改造计划,彻底解决板式换热器、大温差机组及其配套设施存在的问题,以便下采暖季能够高效运行。

4参考文献

[1]李晓亮 .人字形板式换热器强化传热研究及场协同分析 [D].济南:山东大学, 2009, (5).

[2]王林文.长输供热系统大温差机组实际效能评价.区域供热-10-15.

[3]王林文.太原市基于吸收式大温差供热技术应用及问题探讨.区域供热-2020-10-15.

作者简介:杜世聪,19931220生,助理工程师,840353662@qq.com,电话:15234091268。投稿方向:长输管线设计、建设关键技术与标准。


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