新疆电力技术 ２０１０年第３期总第１０６期 热电联产机组供热首站换热器选型浅探 张星 新疆电力设计院（乌鲁木齐８３０００１） 摘要：以某热屯联产机组供热欺｜ｌ为基础，对供热首 站换热器采用传统的管式换热暑或进口板式换热器进行比 运的业绩。ＧＥＡ全焊接板式换热器在国内电厂热网首站尚无 投运的业绩。 １换热器各自特点 １．１管式换热器特点 管式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管 较，并针对不同机衄推荐其采用合适的接热器。 关键词：热电联产机组；供热首站；换热器；管式换 熟器；板式换热器；比遗 ０前言 目前国内热电联产机组热网首站加热器大多采用管式 换热器，近几年也有少数电厂热网首站开始采用进口板式 换热器，从目前国内电厂热网首站装备的换热器来看，管 式热网换热器仍是主流．但有些电厂根据技术经济比选已 经开始选用进口的板式换热器。 国内制造大型供热首站换热器的厂家很多，如：济 南压力容器厂、中州汽轮机厂、青岛青力电站辅机设备 公司等。 根据掌握的资料来看，国内使用的进口板式换热器主 要是阿法拉伐、丹麦ＡＰＶ、德国ＧＥＡ的换热器产品。阿法拉 伐热网加热器为Ｃｏｍｐａｂｌｏｃ全焊接板式换热器，在大唐灞桥 热电厂（２×３０ＯＭＷ）机组等有投运的业绩。丹麦ＡＰＶ全焊接 板式换热器在华能营口热电厂、中电投通辽热电厂等有投 束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决 定换热器的热力性能。对换热器热力性能有较大影响的另 基本元件是折流板。管箱和壳体主要决定管壳式换热器 的承压能力及操作运行的安全可靠性。管壳式换热器的换 热管内外表面均呈螺旋状，管程流体在管内呈三维螺旋运 动状态向前流动。使换热管层流层厚度减薄。流速很低时 就可达到充分湍流，有利于热交换，提高传热效率从而克 服了管壳式换热器管程流体界膜传热系数较低的缺点。显 著提高换热器的总传热系数，流体阻力损失较小。总的来 说．管壳式换热器有以下特点： （１）耐高温高压，坚固可靠耐用。 （２）设计、制造应用历史悠久，制造工艺及操作维检 一技术成熟。 （３）适用范围大。特别是在高温高压和大型换热器中 的应用占据绝对优势。 等。本文推荐烟风道上异形件的局部阻力系数优先在现有 的规程规范上查找，找不到的可以在其他权威的工具手册 上查询。需要注意的是，如果阻力计算采用的数据不是修 正后的压力、温度、比容等数据，就必须对最终计算出的 阻力数据进行必要的修正 ３．３风 ｝ＩＬ电机功率的计算 已知根据风量及压头可以计算出风机的轴功率。但目前 成。燃烧制粉系统计算结果的准确性直接关系到发电厂的 安全、经济运行，因此在计算过程中必须态度严谨，不急 不躁，仔细推敲。本文对大量可在现有规程规范中查询的 计算要求并未提及。只是提到一些规程规范中末提及但很 重要的事项，希望能对从事该工作的同行有所裨益。 参考文献 的规程规范均未对风机的机械传动效率、电动机效率和电 动机备用系数有所规定．以往这些参数的选择根据经验或 类似工程选取。本文建议对这些参数的选取，除了参考类 似工程数据外，还可以在《锅炉计算手册》、《通风机选 型实用手册》中查找，其中列有较详细的数据表，这样计 算出的电动机功率才会比较合理，不但对降低风机单耗很 有益，而且对下游专业的设计能提供一个更准确的数据。 ４总结 ［１１ ＤＬ ５０００－２０００．火力发电厂设计技术规程．中国电力建 设工程咨询公司．中国电力出版社．２００１ ｆ２】ＤＬ／Ｔ ５１４５－２００２．火力发电厂制粉系统设计计算技术规 定．国家电力公司热工研究院．中国电力出版社．２００２ 【３】ＤＬ／Ｔ ５１２１－２００￣火力发电厂烟风煤粉管道设计技术程．国 家电力公司华东电力设计院．中国电力出版社．２０００ …４ 中国动力工程学会．火力发电设备技术手册．机械工业 出版社．２０００ 进行锅炉燃烧制粉系统计算必须非常熟悉发电厂的燃 烧制粉系统，了解锅炉及主要辅机设备的特点，熟悉规程 规范，熟悉工程特点，还要参照大量的参考资料才能完 ・【５】续魁昌．风机手册．机械工业出版社．１９９９ 【６】【苏】ｃ．Ｈ莫强主编，杨文学等译．锅炉设备空气动力 计算标准方法．电力工业出版社．１９７３ 【７】宋贵良主编．锅炉计算手册．辽宁科学技术出版社．１９９５ ８２・ 新疆电力技术 ２０１０年第３期总第１０６期 （４）占地面积较大，检修空间较大。 表２板式热网换热器性能参数 （５）总传热系数Ｋ较低，一般在１５００￣２８００Ｗ／（ｍ２．Ｋ）。 （６）管壳式换热器的换热管如发生断裂或泄漏可以将 该故障管在管板处堵死，而不影响其它通道的运行：在蒸 汽侧可安装防冲装置，保护换热管。 １．２全焊接板式换热器特点 国内目前常见的板式换热器多为水一水换热器。其密 封方式为：板片与板片之问的密封采用橡胶类密封条进行 密封，这种型式的板式换热器的使用范围为：压力不大于 １．６ＭＰａ．温度不高于１２０℃。一般电厂热网首站汽、水侧 使用温度均高于１２０℃。汽侧温度高达２７０￣Ｃ左右，如果要 使用板式换热器．则需选用全焊接式板式换热器。相比于 普通管壳式的设备，焊接板式热网换热器的体积只有管式 ２．３经济性分析 的１／３．但是板式汽水换热器传热系数要高得多，且板式换 热器适应性强、拆装方便、易于清洗。欧美国家自从 ２．３．１方案投资 １９８２年以来已经广泛使用全焊板式加热器在电厂做热网加 通过向设备厂商询家，四台管壳式热网加热器方案设 热器，运行近３Ｏ年基本是免维护，产品的可靠性得到了运 备价约为５２０万元。进口板式热网加热器方案设备价约为 行验证。 ｌ１００万元。 全焊接板式热网换热器有以下特点： 可见板式换热器方案比管壳式方案设备费高５８０万元。 （１）波纹管板促进提高湍流度，从而使总体的传热系 若投资收益率按８９６，增加的投资考虑ｌ０年的合理回收期，则 数达到管壳式换热器的三到五倍，总传热系数Ｋ…般在 要求板式换热器方案比管壳式方案每年有９ｏ万元的收益。 ３０００￣５０００Ｗ／（ｍ２．Ｋ），高的可达５０００￣７０００Ｗ／（ｍ２．Ｋ）。 ２．３．２方案经济性分析 （２）交错焊接的板片形成湍流，结垢比管壳式换热器 根据上面的设计计算，选用四台管壳式热网加热器， 轻微得多，运行周期大为加长。基本可以免维护。 全厂需要的加热抽汽量为１０６４ｔ／ｈ。选用八台板式热网换热 （３）全焊板式热网加热器的优越性还体现在节能上 器，全厂需要的加热抽汽量为１０４６．４ｔ／ｈ。选用板式换热器 面。～台换热器除了满足蒸汽冷凝需求外，还以较高的热 传热端差小，散热损失小，全厂可节约加热蒸汽１７．６ｔ／ｈ． 效率回收显热。 经济性比选用管壳式换热器好。 （４）结构紧凑。占用空问仅为管壳式的１／２～ｌ／３。 对经济收益有两种分析计算方法：一是在电力紧缺时 期，节省的抽汽继续在汽机中做功。也就是维持锅炉出力 ２热网换热器选型方案比选 不变。增加发电出力，产生额外的电费收益：另一种是保 本文以某典型的３ＯＯＭＷ采暖供热机组数据为基础，进行 持发电出力不变，减少锅炉的蒸发量，节约燃料费用。 比选： （１）第一种计算方法 热网循环水量约为ｌＯ０００ｔ／ｈ．供水温度１３０℃，回水温 ①节约加热蒸汽产生的发电功率增加 度８０℃。 供热抽汽焓ｈｉ＝２９９４．１４ｋＪ／ｋｇ．低压缸排汽焓 ２．１管壳式换热器选型数据 ｈｃ＝２３４７．０ ｋＪ／ｋｇ，低压缸效率ｒｌ ｔ＝８９．２％，机械效率ｒｌ 选用管壳式热网换热器，需设置四台面积约１２００ｍ２左 ｔ＝９８．５％，发电机效率ｒｌ ｅ＝９９％。 右的换热器。 计得１７．６ｔ／ｈ蒸汽引起发电出力增加２７３８ｋＷ。 单台管壳式热网换热器的性能参数见表ｌ。 ②凝结水回收引起的发电功率变化 选用板式换热器系统回收１３４＂Ｃ凝结水１０４６．４ｔ／ｈ．凝结 表１管壳式热网换热器性能参数 水焓ｈｓ１＝５６４．Ｏ１ ｋＪ／ｋｇ：选用管壳式换热器系统回收１４０￣Ｃ凝 结水１０６４ｔ／ｈ，凝结水焓ｈｓ２＝５８７．１３ ｋＪ／ｋｇ。后者可拆分为 １０６４ｔ／ｈ、１３４℃凝结水＋净热量Ｑｓ。因此采用管壳式换热器比 采用板式换热器的回热系统多回收：①１７．６ｔ／ｈ、１３４￣Ｃ凝结 水：②净热量Ｏｓ＝１０６４×（ｈｓ２一ｈｓ１）＝６８３０ｋＷ。 ①多回收的凝结水对发电功率的影响 按照能级就近利用的原则，将该部分凝水回收至＃６号低 加。通过等效焓降法粗略计算。机组发电功率将增￣ｆ１２８０ｋＷ。 ②按照能级就近利用的原则，净热量回收至＃６号低 加。通过等效焓降法粗略计算，机组发电功率将增加 １４００ｋＷ。 综合①、②两项，在凝结水回收方面，采用管壳式换 ２．２板式换热器选型＆－ｉ￣－ 热器比采用板式换热器方案机组出力多１６８０ ｋＷ。 采用板式换热器，受单台最大容量的限制，需设置八 需要说明的是通常凝结水实际回收至除氧器，回收效 台板式热网换热器．每台加热面积约３２０ｍ２。 果要比就近回收至＃６号低加差一些．本文不考虑此负面影 单台板式热网换热器的性能参数见表２。 响，是偏保守的。 ・８３・ 新疆电力技术 ２０１０年第３期总第１０６期 施工控制网精度的探讨 陈小川 董志斌 新疆电力设计院（乌鲁木齐８３０００１） 摘要：黠合几个发电厂施工控制网测量工程的实践经 通一平的 础上进行施工的。而且施工范围相对较小，一 验，对施工控制同精度进行探讨，为类似工程提供借鉴。 般在ｌ平办公里左右，但建筑物众多，各平ｌＩＩ管沟，管架纵横 关键词：施工控制同；建立方法ｊ精度；稳定性；检 谢 交错，作业面层层叠叠，通视条件受到很大的影响，因 此，往往采用建筑方格网。 １施工控制网 施工控制网足专门为施工放样测量建立的控制网。由 ２施工控制网精度的确定 于勘测阶段建立的测图控制网．其目的是为测图服务，点 施：］＝＝控制网是专门为施工放样测量建立的控制网，它的 位的选择是根据地形条件确定的，它不可能考虑到建筑物 精度将直接影响建筑物放样的精度。建筑物放样时的精度 的总体布置，因而在点位的分布和密度方面，都不能满足 要求，是根据建筑物竣工时对于设计尺寸韵容许偏差（即 施工放样的要求，而且测图控制网的精度也不能满足施工 建筑限羞）来确定的。建筑物竣：［时的实际误差是由施工 放样的要求。因此，为了进行施工放样测量，必须建立施 误差、放样误差及外界条件的影响（如温度、气压等）所 工控制网。 引起的，测量误差只是其中的一部分。 施工控制网的布设，应根据总平面布置图、地下管线 设 点为放样后所得点位的总误差； 布置图及施工地区的地形条件来确定。一般来说有以下几 拄为控制点误差所引起的误差： 种建立方法：轴线法、三角网测量（或边角网测量）、导 腔为放样过程巾所产生的误差。 线网和建筑方格网。 广— ——— ■ 则：ｍ＾＝±、／， ＋，，ｚ壶 相对于测图控制网来说，一般的施工控制网具有以下 特点： 上式的 控和 放在总误差中所占的比例，关系到施 控制的范围小，控制点的密度大，精度要求较高； 工控制网所需钓精度。 使用频繁，这就对控制点的稳定性、使用时的方便性， 如果在建立施工控制网时。使控制点误差弓ｌ起放样点 以及点位在施工期间保存的可能性等提出了比较高的要求； 的误差，相对于施工放样的误差来说，小到可以忽略不 受施工干扰严重，由于现代工程的施工，常常采用交叉 计。那么在放样过程中，施工控制网误差的影响应该小于放 作业、立体作业，现场各种施工机械来往穿梭；堆料、Ｉ晦建 样后总误差的４５％，即 控≤０．４５ｍ￣（．此时ｍ被 ｏ．９ 到处都足；施工人员来来往往，这些因素不但影响控制点的 也就是说：当施工控制网所引起的误差为总误差的４５％ 通视条件，而且常常威胁到控制点点位的稳定和安全 时，它对放样点点位总误差的影响仪为１０％，这一影响实 对于火电厂建设工程来说，一般都是在三通一平或五 际上可以忽略不计。 ③板式加热器方案的电费收益 标煤价按５００元／ｔ计，则板式加热器方案电厂每年节约燃料 根据上面的计算。选用扳式热网换热器方案机组增加 费６７．５万元。 电功率１０５８ｋＷ。 按第二种方法计算，选用管壳式热网换热器是合 采暖期共计４３４４ｄ￣时（１８１天），采暖期增加电量 理的。 ４５９．５）ｊｋＷｈ。本工程上网电价按０．２５元／ｋＷｈｌ 贝Ｕ板式加 热器方案电厂每年增加收入ｌ１４．９万元，大予９Ｏ万元。按第 ３结论 一种方法计算，选用扳式热网换热器是合理的。 热网换热器可以选择管壳式换热器，也可以选择板片式 （２）第二种计算方法 换热器。若选用板片式换热器建议采用进口全焊接产品。 通过上节的分析，选用板式热网换热器方案机组增加 选择板片式换热器每年可增加电费收益Ｕ４．９万元或者 电功率１０５８ ｋＷ。当增加的电功率不能转换成上网电量时， 节约燃料费６７．５万元。板片式换热器节 可以相应减少锅炉的蒸发量。节约燃料。 能效果明显。 根据额定纯凝工况的热平衡计算，１０５８ ｋＷ的电功率对 对具体项日，应通过技术经济分析确定热网换热器的 应３．２ｔ／ｈ的汽机进汽量。 型式。通过上述论证分析。可以看出：在热负荷、电负荷 锅炉效率按９２％。锅炉减少３．２ｔ／ｈ蒸发量，可节约标煤 充沛的地区，应优先选择进口板片式热网换热器；在电力 ３１ｌｋｇ／ｈ。采暖期共计４３４４ｄ＇时，采暖期节约标煤１３５０ｔ。 过剩地区，选用管壳式热网换热器是合理的。 ・８４・