4×70 MW热水锅炉在沈阳站集中供热中的应用

王岩 苏阳

近年来,随着人民生活水平的提高和住房的改善,城市集中供热得到了较快的发展,对城市集中供热的需求越来越大,随着我国供热面积及总装机容量不断大幅增加,单机(炉)供热量已达到70 MW以上,根据哈大铁路的规划,在哈大铁路沈阳路段须经过沈阳铁路局的两座锅炉房,即沈阳机务段锅炉房及西塔锅炉房。为了哈大铁路的建设需要,这两座锅炉房需要拆迁,其所担负的供热负荷约为105万m2。这两座热源所带供热负荷须结合现有情况重新整合,并结合供热规划综合考虑建设新的供热热源。结合沈阳市发展的建设速度,近几年内建设大批的高档住宅小区,大型公共设施及游乐场所,供暖面积也迅速增加,该地区预计新增负荷2009年约为84万m2,2012年约为102万m2;另外承担沈阳站地区供热的沈阳铁路局房产段现有供暖面积215万m2(包括西塔、机务段105万m2)。供暖区域覆盖沈阳站地区及和平区部分地区,现有锅炉房14座,锅炉容量除西塔、机务段锅炉房外均为7 MW以下的小锅炉。基于这样的条件,沈阳铁路局于2009年投资建设沈阳站集中供热工程,该工程热源厂利用现有的沈阳铁路局所属沈阳站南货场位置,新建4台70 MW热水锅炉的热源厂。本项目建设完成以后,可以解决哈大铁路建设所拆除的西塔、机务段锅炉房所负担的105万m2的供热负荷,同时可拆除10 t/h以下小锅炉房12处,约41台小锅炉,即现有负荷为111万m2;同时,还可提供该地区2009年发展负荷 84万 m2及2012年101万m2发展负荷。由此会大大改善该区域的供热效果,减少重复投资及对环境的污染,确保在沈阳站地区上空拥有一片蓝色的天空,改善投资环境,加快这一地区的改造,为该区域的广大人民群众造福,是一个利国利民的好项目。

1 集中供热的主要优点

1)减少排放。根据沈阳站地区供热的普查结果来看,该地区原有的供热热源均为区域性的小锅炉房(均在10 t/h以下)。这些小锅炉房设备陈旧,消烟除尘设施差,劳动强度大,能源利用率低,低容量锅炉多,效率低、耗能高、能源浪费大,设备重复、闲置,利用率低,低空排放污染严重,煤灰粉尘污染源多、散。这些小锅炉(合计有100 t/h)总的排烟量约为80万m3/h,除烟尘效率仅能达到90%,没有脱硫设施。这些锅炉总的排尘量约为0.25万t/年,锅炉房SO2总排放量为0.325万t/年,CO2排放量为 0.6万 t/年,因而综合人居环境较差,使得这一地区的空气环境普遍较差。从调查过程中还发现,小锅炉房供热质量普遍较差,居民反应强烈。采用集中供热后锅炉除烟尘效率能达到99.6%,脱硫效率达到85%,大大改善环境,取得良好的环境效益。

2)节约能源。沈阳站集中供热不仅改善沈阳站地区供热状况,同时对该地区的节能减排发挥很大作用,采用4×70 MW热水锅炉,可提供供热面积400万m2,除烟尘效率能达到96%～99%以上,烟气脱硫效率可以达到85%以上。利用小锅炉房,其热效率最高仅能达到70%,而采用70 MW热水锅炉热效率能够达到82%以上,也就是说,同等供热规模可节煤12%(200万m2利用小锅炉耗煤量约为10.8万t/年,采用70 MW热水锅炉约节煤1.2万 t/年,减少CO2排放量 0.046万 t/年)。因而说该项目的建成会带来巨大的环境效益、节能效益及社会效益。

3)安全性能高。集中供热系统采用了间接供热方式,随着供热规模增大,系统的自动化程度提高,这样既提高了锅炉设备的使用寿命,降低了运行及检修成本,也提高了整个系统的安全性,热网可以更加灵活的适应热负荷发展的要求。这不仅使主热源具有更好的调节性,同时还可减少运行人员的工作强度及数量。

2 沈阳站集中供热系统及特点

沈阳站集中供热热源厂有4台QXL70-1.6/170/70-AII热水锅炉,热网供热总面积400×104m2,热网供热半径5 km,供热系统采用二环制。首先,由热源厂热水锅炉提供高温水经由一级网输送至各热力站,再由热力站换热成低温水经二级网输送至各采暖用户。热源厂供热量280 MW。一级网供回水温度120℃,70℃;二级网供回水温度80℃,60℃。

为了适应热负荷的变化要求,降低供热成本,追求最大的经济效益,沈阳站集中供热热源厂选用了4台630 kW 4台循环水泵作为采暖热网的循环动力,循环水泵型号为KQSN400-N6/619,并且全部变频调速,额定扬程100 m H2O,额定流量1 500 m3/h,4台运行不设备用,循环水泵全部变频。

3 经济效益

1)节煤效益。通过今年这一个采暖季的实际运行,其经济效益显著,节煤效益更是尤为突出。沈阳站集中供热热源厂在2009年采暖季总供热面积已达到200万m2,而每日的用煤量为200万t,按一个采暖季152 d计算,总耗煤量为 30 400 t,也就是说15.2 kg/m2;原有的拆除的锅炉房其采暖季111万m2的供热面积,一个采暖季所需的煤耗为30 000 t,即27 kg/m2。由此可见,这个采暖季沈阳站热源厂可节煤23 600 t(约944万元),如果下个采暖季400万 m2满负荷运行,可节煤将达到 47 200 t(约1 888元)。2)运行效益。全年采暖季运行时间为 5个月,共3 624 h,其中满负荷运行时间为2 300 h,采暖季非满负荷运行达到1 324 h。沈阳站集中供热热源厂,循环水泵、补水泵、鼓、引风机均采用变频调速方式,可节能40%,单炉配置的设备总耗电量为1 330 kW,可节能532 kW(532×2 300×0.89=109万元),4台锅炉将节电2 128 kW,年节约运行费用为436万元。3)投资成本。沈阳站集中供热热源厂总投资为11 815万元。根据2009年采暖季的运行结果分析,热源厂一年可节约2 324万元,由此可推断出,如果热源厂达到满负荷运行,5个采暖季就可节约出一个热源厂的投资。

4 结语

沈阳站集中供热带来了巨大的环境效益、节能效益及社会效益,项目的建成投入运行,又可以解决沈阳站及和平区部分地区的居民和公建的采暖问题,是一个利国利民的好项目。所以,建议在有可能发展集中供热的地区,尽可能发展集中供热事业。

[1] 刘利梅,李 锐.几种集中供热管网水力计算方法的比较[J].山西建筑,2008,34(31):198-199.