山西焦化集团一厂生活区采暖系统改造

摘要：山西焦化集团有限公司一厂生活区利用焦炉废热采暖20余年，由于焦炉的关停，对其生活区采暖系统实施改造。

关键词：采暖系统废热利用换热器蒸汽

1、 改造原因

山西焦化集团有限公司一厂生活区的采暖系统于上世纪80年代起利用焦化一厂1、2#焦炉煤气的废热作为热源，在20年时间内运行良好，实现了节能减排。2008年12月两焦炉关停，兹对一厂生活区采暖系统进行改造。

2、 现有工艺流程

来自化产车间初冷器的焦炉煤气三段冷却水（即做采暖系统的供水）tg=55℃由采暖泵送入采暖系统，给建筑物供热后回到东区热水池，由热水泵打上凉水塔冷却后流入冷水池，再由冷水泵送入初冷器再次冷却煤气。具体工艺流程图示如下：

3、方案制定

焦化一厂关停后，原采暖系统系统的初冷器、热水泵、凉水塔、冷水泵将停止运行。为保证焦化一厂生活区冬季采暖要求，并且尽量利用现有设备，节约资金的。经过认真对比，决定以提供与原有采暖温度相似的热源为前提（原供、回水温度为55℃/45℃），采用部分原有的工艺流程，即原有的采暖循环泵和原有管路系统基本不变，改变热源的供应及走向，改变采暖回水的回流路程，来满足一厂生活区的冬季采暖需求，具体做法如下：

在采暖泵房新增空调用换热器一台，空调用换热器的供、回水温度为60℃/50℃，比较接近原设计温度55℃/45℃，供给采暖系统，采暖回水流出热用户后不再回初冷器，而是直接回蓄水池，经采暖泵打入换热器加热，进行下一次循环。改造后的采暖系统流程如下：

4、 施工图设计

针对需改造部分，施工图设计分：（1）换热器的计算、选型；（2）蒸汽热媒管道的设计；（3）采暖回水系统的改造；（4）原采暖循环泵的参数核算等。

4.1换热器的计算、选型

一厂生活区采暖面积10.8万m2，采暖热负荷9.73MW，以tg/ th=60℃/50℃的热水为热媒，考虑1.1倍的裕量，需循环水量920t/h。用0.4MPa的饱和蒸汽将温度为50℃，水量为920t/h的采暖水加热到60℃，需蒸汽16.61t/h。选用BLL系列双螺旋波节管汽—水换热器，换热器布置于采暖泵房院外东侧的草坪区，这样系统走向顺畅，用管道最少。

4.2蒸汽热媒管道的设计

换热器的热媒来自公司蒸汽锅炉，该锅炉为焦化一厂提供有0.4MPa、1.0 MPa、2.5 MPa三种品质的蒸汽，经过现场勘察，从锅炉房南06号管架接0.4MPa蒸汽管道，管道采用架空，利用原化产车间的管架至三胺工段，三胺工段至采暖泵房段新增管架，蒸汽管道全长335m，共有L型补偿2处，Z型补偿1处，直管段120m一段，140m一段，它们的热伸长量分别为210mm、247mm，在管道上设方型补偿器各两个，以吸收其热伸长量。

4.3采暖回水系统的改造

原采暖系统的回水路径为：热用户东区热水池凉水塔东区冷水池

初冷器。焦炉关闭后不再产生焦炉煤气，初冷器系统，包括冷、热水泵及其水池等也就停运。这里的回水从热用户出来后不再进入东区热水池，而是进入蓄水池，经汽—水换热器换热后打入热用户进行循环。

4.4原采暖循环泵的参数核算等

将原有采暖系统的循环泵用于现有系统，必然存在是否匹配的问题。校核后如果匹配可以省去一笔投资。现校核如下：原采暖系统共有循环泵三台，一开两备，运行泵（即一开）是为适应一厂生活区采暖面积不断增大的需求于2003年新配置的，其参数为：流量1016m3/h，扬程：40m。两台备用泵是原采暖系统投运之际配备的循环泵，原设计为一开一备，参数为：流量486m3/h，扬程：65m。现有采暖系统为开式系统，循环水量920t/h，改造前后系统的用户及管道路线不变，只是改造后系统增加一换热器，其压降按100kPa计，原采暖系统的系统压降为23m，增加换热器后，原采暖循环泵仍能满足系统需求。

4.5蒸汽冷凝水的回收

蒸汽通过换热器后将热量传递给采暖回水变成冷凝水，冷凝水温度约为85℃，不但具有一定的热品质，而且是除盐水，直排必然是对优质水的浪费，设计中将蒸汽冷凝水接管进入采暖回水系统，不仅回收了除盐水，而且增加了系统补水及供水热值。

4.6系统补水

采暖系统有5%循环水量的损耗，其中包括飛溅、蒸发

、漏损等，本系统采用两个途径给系统补水：（1）换热器热媒（蒸汽）冷却后的冷凝水；（2）来自动力锅炉的除盐水。以上两路水均补入采暖回水系统。

5.运行情况

采暖系统改造后于2008年11月份投入运行，经过一个采暖期，用户的采暖效果良好。

6.存在的问题及解决方法

换热器设计蒸汽流量17.9t/h，其冷凝水接至回水系统的蓄水池，换热器冷凝水管口标高比入蓄水池管口低3m，在运行过程中，由于室外温度的波动采暖系统会进行蒸汽量的调节，当蒸汽量处于14~16t/h时，冷凝水管道会产生强烈的振动，当蒸汽流量大于16t/h时，冷凝水管道的强烈振动消失。为解决这一问题，在换热器冷凝水管口设一闭式水箱，冷凝水被收集后用泵打入蓄水池，从而消除了管道振动。

参考文献：

《实用供热空调设计手册》陆耀庆中国建筑工业出版社

《暖通空调设计通病分析手册》李娥飞中国建筑工业出版社

作者简介

姓名：王艳芬，女，1971年9月出生，山西襄汾人，工程师。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。