165MW机组热网系统改造及逻辑设计

曹会会，曹燕燕

CAO Hui-hui1 , CAO Yan-yan2

（1.兰州西固热电有限公司，兰州 730060；2.河北北方学院 信息科学与工程学院，张家口 075000）

0 引言

兰州西固热电有限责任公司位于兰州市西固工业区，是西北最大的供热电厂，主要承担周边地区石化、纺织等大型国有企业的生产供热和居民采暖供热。于1999年建成俄罗斯生产的∏T-140/165-130/15-2型机组两台，E-420-13.7-560KT型超高压汽包炉4台，锅炉总蒸发量1680t/h。2008年建成2×330MW供热机组，为兰州市的西固区、七里河及城关区部分区域供热，总供热面积960万平方米，供热量为1728GJ/h。

随着兰州地区工业布局的改变，规划新建规模工业项目在兰州市新区建设，市区已有工业规模不再扩大，西固热电公司的对外工业供热呈下降趋势，依据兰州市西热东输供热工程要求，兰州市热力公司对西固热电公司进一步扩大兰州市区域采暖供热增加供热能力提出了具体要求，要求在2015年实现可供采暖面积1320万平方米[1]。

综上所述，兰州西固热电公司恢复采暖系统及利用富裕的工业热负荷增加对外供热能力的市场前景是非常乐观的。

1 改造的必要性

兰州西固热电公司2×165MW机组建成后，主要承担了满足兰州石化公司生产需要的工业热负荷，采暖系统一直没有利用，设备及管道腐蚀严重。随着区域经济发展和规划的需要，西固热电公司对外工业热负荷呈衰减趋势，由2011年的1100t/h锐减到现在的700t/h。恰逢此时，兰州市热力发展规划格局也发生了重大变化，根据兰州市热力公司的要求，在现有供热能力不变的情况下，要求西固热电公司到2015年实现对外供热1320万平方米，根据《城市供热管网设计规范》中规定“供热建筑面积大于1000×104m2的供热系统应该采用多热源供热，且各热源热力干线应连通”。因此恢复165MW机组采暖系统及利用富裕的工业热负荷增加对外供热能力，既能充分发挥西固热电公司供热能力，在工业热负荷减小的情况下采暖期实现全厂供热能力的增加，进一步降低年平均发电煤耗，提高了机组的经济性，也是兰州市采暖供热区域的扩大规划所需，大势所趋[2]。

2 技术改造方案分析

针对我厂热网系统设备的现状，经过可行性研究讨论制定如下改造方案[3]：

9、10号机组对原有的#1、#2热网加热器进行改造，#1热网加热器加热汽源2路从汽机下段的2个抽汽口引出，每路加装一个电动蝶阀。抽汽量按照汽机厂提供的最经济工况下的161t/h设计。#1热网加热器疏水系统设计2台50%设计流量的疏水泵，1台30%设计流量的疏水泵，正常疏水经疏水泵接入#1低压加热器出口的凝结水系统，事故疏水由泵出口母管引出接至循环水回水管，并设置疏水再循环系统。#2热网加热器加热汽源1路从原有的上段抽汽管线上引出，在引出总管上加装一个电动蝶阀。抽汽量按照100t/h设计。#2热网加热器疏水系统正常疏水经疏水流入#1热网加热器水箱。

新增2台三级热网加热器，加热汽源有两路汽源提供，1路蒸汽从0.5MPa蒸汽母管引出，1路汽源从东三线1.5MPa蒸汽管线上引出，经减压阀减压到0.5MPa后与0.5MPa蒸汽管道汇合，供2台新增的三级热网加热器用汽。两路蒸汽管线分别设计一套流量计。2台三级热网加热器疏水系统设计2台50%设计流量的疏水泵，1台30%设计流量的疏水泵，正常疏水经疏水泵接入#9、#10机组的低压除氧器的疏水入口，事故疏水由泵出口接入循环水回水管，并设置疏水再循环系统。

热网系统设计一路正常补水和一路事故补水，正常补水设计2台100t/h流量的补水泵，取水来自原因热网除氧器，事故补水设计1台100t/h流量的补水泵，取水来自原有循环水供水系统，两路补水均接至热网回水母管，每路单独设计一套流量计。

供回水系统设计3台2000t/h流量的热网循环水泵，1台1000t/h流量的热网循环水泵。供回水接口在南门口东侧的原有三厂供西固区的热网供回水母管的阀门前。厂前区的采暖水系统由电厂根据实际情况接入本次设计的供回水母管上。根据兰州市热力公司要求结合当前全厂供热参数，本次工程热网供回水温度按照130℃和70℃设计，结合原二级加热器出水温度115℃的现状，增设三级加热器从而实现供热要求的供回水温度。

采暖水供热恢复工程设备保护定值及控制逻辑方案如下：

转机保护定值：电机轴承温度高Ⅰ报警值为70℃；电机轴承温度高Ⅱ报警值为80℃；电机线圈温度高Ⅰ报警值为120℃；电机线圈温度高Ⅱ报警值为125℃；采暖水供水母管压力低至0.8Mpa报警，运行中的热网循环泵跳闸联启备用热网循环泵；采暖水回水母管压力低至0.25Mpa报警，运行中的补水泵跳闸联启备用补水泵。

#9、#10机1、2号热网加热器保护定值：水位高Ⅰ报警值为800mm；水位高Ⅱ报警值为900mm，联开事故放水门；水位高Ⅲ报警值为1000mm，联关进汽电动门；水位低Ⅰ报警值为600mm；水位正常值为700mm，联关事故放水门；1号热网加热器进汽压力高报警值为0.036MPa；2号热网加热器进汽压力高报警值为0.16MPa。

三级1、2号热网加热器保护定值：水位高Ⅰ报警值为900mm；水位高Ⅱ报警值为1050mm，联开事故放水门；水位高Ⅲ报警值为1200mm，联关进汽电动门；水位低Ⅰ报警值为500mm；水位正常值为700mm，联关事故放水门；三级1、2号热网加热器进汽压力高报警值为0.4MPa。

电动门联锁逻辑：热网循环泵出口门动作逻辑：泵运行延时3秒后出口门联开，泵停运后出口门联关；热网补水泵出口门动作逻辑：泵运行延时3秒或泵投联锁后出口门联开，泵停运后出口门联关；热网疏水泵出口门动作逻辑：泵运行延时3秒或泵投联锁后出口门联开，泵停运后出口门联关；热网循环泵入口门在泵运行时禁关。

图1为热网首站系统图，图2～图8为热网首站部分设备控制逻辑图[4]。

图2 循环水泵出口门控制逻辑

图3 循环水泵控制逻辑

图4 补水泵控制逻辑

图5 补水泵出口门控制逻辑

图6 加热器蒸汽电动门控制逻辑

图7 加热器事故放水门控制逻辑

图8 加热器疏水母管调门控制逻辑

3 结束语

采暖水系统改造项目从2014年7月进行可行性研究设计工作开始，到2014年11月采暖水系统改造项目工程竣工。历时5个月，时间紧，任务重。西固热电公司恢复采暖水系统工程，是改变城市现象、完善城市功能、提高城市品位，改善城区内居民生活条件和居住条件，提高城区内居民生活质量，减少二氧化碳、二氧化硫、烟尘等污染环境的气体排放而实施的一项具有重要意义的系统工程[5]。

针对热网系统改造项目的实施，社会效益、环境效益和经济效益是显著的，对兰州市的建设和发展起到了积极的推动作用。

[1]城市供热管网设计规范[Z].CJJ34-2010.

[2]李善化,康慧.集中供热设计手册[M].中国电力出版社,1995.

[3]邵洪涛,梅红生,茅清希.城市大型热源联网运行管网布置方案的探讨[J].上海电力学院学报,2003,(4).

[4]火力发电厂热工控制系统设计技术规定[Z].DL/T5175-2003.

[5]张健.城市供热形式与能源结构[J].山西建筑,2005,(6).