低能耗输送蒸汽管技术解析.ppt
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1、欢迎语,南京苏夏工程设计有限公司祝各位领导、专家工作顺利、身体健康!,“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利在城市集中供热中的运用,专利技术发明人:南京苏夏工程设计有限公司王国兴 总经理/高级工程师,目 录,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景二、“低能耗输送蒸汽管技术”技术的发展三、“低能耗输送蒸汽管技术”技术介绍 四、应用实例(30KM第三代技术应用)五、“低能耗输送蒸汽管技术”成功关键问题六、大机组改造及长输低耗热网工程典型业绩,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.1“低能耗输送蒸汽管技术”的概念低能耗输送蒸汽管网技术(低能耗长输热网技术)常规设计动力损耗:蒸汽管网压降每
2、公里0.06-0.1MPa。蒸汽管网温降每公里一般15-20。常规设计总质量损耗:一般5%-10%。蒸汽管网合理经济输送半径5公里。只有煤矸石的综合利用项目中,允许蒸汽管网输送半径可达8公里。,1.2 扬子石化加氢精制装置-1995年 扬子石化加氢精制装置,日本引进,总投资3.2亿元,1995年建成。核心设备-驱动裂解气压缩机的蒸汽透平。扬子石化热电厂出口蒸汽参数:压力3.9MPa;温度430度。蒸汽透平驱动蒸汽最低参数:压力3.6MPa;温度360度。设计蒸汽管网运行参数:压力3.2MPa(压降0.1MPa/km)温度320(温降16/km),一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1
3、.2 扬子石化加氢精制装置-1995年 蒸汽管网改造-采取一系列措施:1)降低每公里压降、温降。2)适当提高热电厂出口参数。3)调整蒸汽管网负荷。改造后蒸汽管网运行参数:压力3.7MPa(压降0.04MPa/km)温度360(温降10/km),一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.3 张家港恒东热电有限公司恒妙蒸汽管网工程 张家港恒东热电有限公司2006年初投产,由于项目立项时蒸汽负荷调查不充分及蒸汽热用户变化等原因,原在周边供热半径6-8公里范围内预测的2000吨/天实际投产时仅300-500吨/天,热电比严重达不到国家要求,同时严重亏损,江苏省电力局责令其迅速拓展热负荷,否则将
4、关停。在这种情况下,张家港恒东热电有限公司扩大供热半径,在周边找到了距离热电厂18-20公里的恒妙镇具有2000多吨/天的热负荷。找省内各设计院咨询,均言不可能供给,找到了王国兴总经理。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,恒妙热网工程DN500/DN450/DN350/DN200,到最远蒸汽用户距离热电厂约18.5公里,主管设计输送负荷70-80吨/时。热电厂起点参数压力0.98MPa,温度300;最远用户参数要求压力0.6MPa,温度165。2007年3月投产,在主管输送负荷25吨/时(约40%),至热电厂18.5公里外最远用户参数:压力0.85MPa,温度185 每公里压降仅0
5、.01MPa,每公里温降仅6.2。,2007年10月,热电厂起点参数调整压力0.95MPa,温度285;在主管输送负荷50吨/时(约75%),至热电厂18.5公里外最远用户参数:压力0.7MPa,温度180。每公里压降仅0.015MPa,每公里温降仅5.5。蒸汽管网总质量损耗小于2%。恒妙线的成功投运,完全达到了设计要求,是国内首创,突破了国家现有规范的5-8km的热网规范,具有突破性意义,“长输热网方法”发明专利的产生:张家港恒东热电有限公司恒妙热网工程的成功投用是王国兴总经理二十多年在此领域的经验与专利综合。为此,王国兴总经理成功申报了创造发明专利-“长输热网方法”(专利号ZL200710
6、133618.5)。,发明专利证书,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.4、华电望亭至无锡热网工程(1)华电望亭发电厂:现有2300MW纯凝机组、2660MW纯凝机组进行供热改造,最大供热能力将超过1000t/h。(2)国联集团下属的四家热电厂:无锡协联热电:主要是向无锡市新区、南片工业区及市中心商业区提供集中供热。本公司三台75 t/h和一台100 t/h次高压煤粉炉,两台15MW抽汽汽轮机组和一台15MW背压机组。两台220 t/h高压煤粉炉和两台35MW抽汽汽轮机组。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.4、华电望亭至无锡热网工程(1)华电望亭发电厂:现有23
7、00MW纯凝机组、2660MW纯凝机组进行供热改造,最大供热能力将超过1000t/h。(2)国联集团下属的四家热电厂:无锡协联热电:主要是向无锡市新区、南片工业区及市中心商业区提供集中供热。本公司三台75 t/h和一台100 t/h次高压煤粉炉,两台15MW抽汽汽轮机组和一台15MW背压机组。两台220 t/h高压煤粉炉和两台35MW抽汽汽轮机组。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.4、华电望亭至无锡热网工程无锡惠联热电:总体规划为四炉四机,一期工程建设两台170吨/小时高温高压燃煤锅炉,配置两台2.5万千瓦抽凝式汽轮机发电机组,年供热128万吨。07年已扩建一台170吨/时备
8、用炉,并将建一台B15背压机组。目前对外供热最大能力为:额定260吨/时,最大380吨/时。无锡惠联垃圾热电工程建设规模日处理城市生活垃圾1000吨,安装3台75t/h循环流化床垃圾焚烧锅炉和2台12MW汽轮发电机组。目前对外供热的最大能力为:额定105吨/时,最大155吨/时。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.4、华电望亭至无锡热网工程无锡友联热电:机炉配置为2100吨/时次高温次高压循环流化床锅炉+215兆瓦抽凝机组,2150吨/时循环流化床锅炉+124兆瓦抽凝机组+112兆瓦背压机组。对外供热的最大能力为:额定240吨/时,最大350吨/时。无锡市双河尖热电:总装机容量
9、为24MW。1台35t/h链条炉、2台50 t/h抛煤炉以及1台60t/h、1台75t/h循环流化床锅炉,2台3MW背压式、1台6MW背压式、2台6MW抽凝式汽轮发电机组。目前对外供热的最大能力为200t/h。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,(3)热网系统1#线:无锡协联热电有限公司计划关停。市区热用户的用汽必须由华电望亭发电厂提供,拟新建一根至无锡协联热电厂内供热母管的蒸汽管道以满足市区热用户的需求。供热半径在33km(其中1#线约18km,已建管网半径约15km)。1#线 DN800蒸汽管线操作参数为:压力1.3MPa(G),温度355,设计最大负荷180t/h。,一、“低
10、能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,2#线:无锡协联热电有限公司关停。新区部分热用户的用汽必须由华电望亭发电厂提供,拟新建一根至无锡协联热电新区供热母管的蒸汽管道以满足市区热用户的需求。供热半径在20km左右(其中2#线约14km,已建管网半径约8km)。2#线 DN900、DN600蒸汽管线操作参数为:压力0.9MPa(G),温度300,设计最大负荷175t/h。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,运行情况:(1#线)2012.12:125(70%)吨/时,起点:1.064MPa,353
11、.19。7.5公里中点:0.996MPa,325.44。压降0.0091MPa/km,温降3.7/km2012.12:177(95%)吨/时,起点:1.216MPa,352.96。7.5公里中点:1.086MPa,331.21。压降0.0173MPa/km,温降2.9/km,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,运行情况:(2#线)2012.11:91(52%)吨/时,起点:0.844MPa,295。7.5公里中点:0.831MPa,268.2。压降0.0013MPa/km,温降3.57/km2012.12:132(75%)吨/时,起点:0.85MPa,289.22。7.5公里中点:0
12、.81MPa,266.64。压降0.0053MPa/km,温降3.01/km,“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利的产生:华电望亭至无锡供热工程的成功投用是王国兴总经理二十多年在此领域的经验与专利综合。为此,王国兴总经理成功申报了创造发明专利-“低能耗输送蒸汽系统”(专利号ZL201310021044.8)。,一、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利产生背景,1.5 国家政策的需要:1.5.1 符合国家近年来出台“热电联产”“上大压小”、“以大代小”一系列“节能减排”政策。1.5.2 符合各地完成“节能减排”任务,开展城市大气环境综合整治,主要措施之一就是必须关闭分散锅炉及20万千瓦以下中小型发电机组
13、。1.5.3 原则严禁新企业上锅炉,寻求新热源的途径。1.5.4 6月14日李克强国务院常务会议-大气污染防治十条措施1)减少污染物排放,全面整治燃煤小锅炉。-措施五:支持关键节能减排设备与技术的研发与产业化。-6月17日中国电力报。,1.5.4 30万千瓦及以下纯凝火力发电机组将逐步进行淘汰大势所趋。-国家“十二五”列入关停机组。1.6 企业自身生存的需要:1.6.1 30万千瓦及以下纯凝火力发电机组生存出路必须进行供热改造,对外供热。30万千瓦及以下机组发电厂对外供热,其蒸汽热用户在何处?1.6.2 热电厂供热管网能耗太大,必须降低能耗损失,提供经济效益。,1.6 企业生存的需要:1.6.
14、3 由于现发电厂一般均偏远,距离城市、工业园区蒸汽用户较远,现蒸汽热网设计技术供热半径范围68公里(国家规范规定),蒸汽负荷量少,无法满足需求。1.6.4 如何增加发电厂供热负荷?扩大蒸汽供热半径范围。降低蒸汽管网动力损耗、质量损耗。应用“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利技术。,1.7 为江苏省及他省实现蓝天工程成为可能:1.7.1 低能耗长输热网技术的应用,为各地关停小锅炉成为可能。-以常熟地区为代表。1.7.2 低能耗长输热网技术的应用,为各地关停小热电成为可能。-以南通地区、江阴地区为代表。1.7.3 低能耗长输热网技术的应用,为各地热电行业整合成为可能。-以无锡地区为代表。,二、低能耗长
15、输热网技术 的发展(1),苏夏公司的技术也是不断探索、不断发展的,经过三代技术的发展,温降和压降进一步降低,输送能耗损失进一步节省,输送距离越来越长,技术更为成熟可靠。,二、低能耗长输热网技术 的发展(1),2.1 第一代技术:2006-2007年期间,压降每公里约为0.03-0.04MPa,温降每公里6-8以内,输送距离20公里以内。以无锡惠联、友联热电项目、张家港恒东热电项目为代表的第一代技术。,无锡惠联、张家港恒东管线图,二、低能耗长输热网技术 的发展(2),2.2 第二代技术:2008-2010年期间,压降每公里约为0.02-0.03MPa,温降每公里5-7以内,输送距离25公里以内。
16、以国电南通天生港电厂、国电宿迁热电项目为代表的第二代技术。,南通天生港2*330MW机组供热改造情况介绍,2.2.1 天电实施集中供热工程概况(1)2*330MW机组本体机组技术改造;(2)厂内新增供热站及供热系统改造;(3)化水系统增容改造;(4)建设三条热网管线。A天电至宏达热电热网 B 天电至纺工热电热网 C 天电至江山农化热电热网,南通天生港2*330MW机组供热改造情况介绍,2.2.2 对外供热技术参数:两台330MW机组其(高压缸排汽的部分蒸汽)驱动蒸汽与吸入蒸汽(中压缸排汽的部分蒸汽)在压力匹配器调节下,能供压力1.15MPa(绝)、温度310330、流量170t/h。本工程三根
17、管线,天生港供热改造,天电所替代三家热电概况,2.2.3.1 南通宏达热电概况 原宏达热电最大供汽瞬时流量约75t/h,最小供汽瞬时流量约30t/h,平均供汽流量约50t/h。2.2.3.2 南通纺工热电概况 原南通纺工热电对外最大供热量约80t/h,最小供汽瞬时流量约25t/h,平均供汽流量约45t/h。2.2.3.3 江山农化概况 江山农化热电除自供外,对外最大供热量约20-30t/h.上述三个热电厂坐落在南通市中心。,天电公司实施集中供热后运行情况,2.2.4.1至2009年1月底,天电至宏达热电已运行。在实际运行中,天电供热参数压力1.05(表压),温度310左右,主要兼顾供电峰谷比和
18、机组效率。在设计负荷下,天电至宏达母管距离约10.6km,温度260,压力0.75MPa(表压),经计算压降为0.028MPa/km温降5.0/km,这种参数均能满足原宏达热电热用户的要求(到原宏达热电热用户应用的是老管网)。,2.2.4.2 至2009年3月底,天电至纺工热电已运行。在实际运行中,天电供热参数压力1.05(表压),温度310左右,主要兼顾供电峰谷比和机组效率。在设计负荷约6070下,天电至南通纺工热电母管距离约14km,温度260,压力0.80MPa(表压),压降为0.018MPa/km,温降5.5/km,这种参数均能满足原纺工热电热用户的要求(到原纺工热电热用户应用的是老管
19、网),天电至原纺工热电热用户最长距离长达19km多。,2.2.4.3 南通天生港发电有限公司至江山农化热电热网工程2009年12月底建成投用。从南通天生港发电公司至江山农化热电19公里,利用已建管线输送至最远用户宝钢油脂单线总长约23公里。至宝钢油脂温度165,压力0.5MPa(表压),压降为0.024MPa/km,温降5.7/km。,天电实施集中供热后节能环保效益计算,根据计算,330MW替代三热电公司发电供热后,其供汽负荷达到120-160吨/小时,其能耗下降15克/千瓦时,即供电标煤耗将从替代供热前的326克/千瓦时下降为311克/千瓦时。天电公司2330MW机组替代下属三家热电发电供热
20、后,总的年可节约标煤量为:79776 t 年减少SO2排放量:5600 t/a。年减少烟灰排放量:120 t/a.,二、低能耗长输热网技术 的发展(2),2.2.3华能淮阴热网工程,本项目由华能淮阴电厂4300MW纯凝发电机组供热改造,通过2100t/h压力匹配器对外供热,供热参数为1.3-1.6MPa,310-320。对外供热管线为DN500,由华能淮阴电厂东围墙接出,敷设至淮阴区开发区(双汇食品、淮安一院、民康油脂等用户)供热。本工程管线前17km为地埋敷设,后7km为架空敷设。,运行参数:,华能淮阴热网工程图片,二、低能耗长输热网技术 的发展(3),2.3 第三代技术:2010年-201
21、2年,压降每公里约为0.015-0.025MPa,温降每公里4-6以内,输送距离达30公里。以太仓港协鑫发电、华能营口热电至沿海产业基地热网工程、营口港仙人岛供热工程、华电望亭至无锡供热工程为第三代技术的典型性代表。,二、低能耗长输热网技术 的发展(4),2.4 第四代技术:2013年-2014年,目标:压降每公里约为0.01-0.02MPa,温降每公里3-5/2-4以内,输送距离达35公里以内。同时投资节省10%-20%。公司研发中心实验基地正在进行第四代核心技术研究。,三、“低能耗输送蒸汽管技术”发明专利技术介绍,3.1“低能耗蒸汽管”专利技术的六大技术特点:1、蒸汽管道输送距离长。可由常
22、规的单线58公里延伸至单线1831公里。华电望亭至无锡供热工程单线长度达33km。2、蒸汽管道输送温降小。可由常规的每公里15降为每公里6-8、57、4-6。(设计负荷40以上)3、蒸汽管道输送压降小。可由常规的每公里0.06-0.1MPa降为每公里0.02-0.03、0.015-0.025、0.01-0.02MPa。,4、蒸汽管道输送能耗少。本专利技术采用后,蒸汽管道每公里输送能耗仅为常规设计的1/3-1/5(总质量损耗小于1-2%)。若短距离管线,电厂出口蒸汽参数可降低。5、蒸汽管道综合投资省。本专利技术采用后,蒸汽管道综合投资比常规设计节省510,努力目标:节省10-20%。(精细化设计
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