山西焦化集團一廠生活區采暖系統改造

摘要：山西焦化集團有限公司一廠生活區利用焦爐廢熱采暖20余年，由于焦爐的關停，對其生活區采暖系統實施改造。

關鍵詞：采暖系統廢熱利用換熱器蒸汽

1、 改造原因

山西焦化集團有限公司一廠生活區的采暖系統于上世紀80年代起利用焦化一廠1、2#焦爐煤氣的廢熱作為熱源，在20年時間內運行良好，實現了節能減排。2008年12月兩焦爐關停，茲對一廠生活區采暖系統進行改造。

2、 現有工藝流程

來自化產車間初冷器的焦爐煤氣三段冷卻水（即做采暖系統的供水）tg=55℃由采暖泵送入采暖系統，給建筑物供熱后回到東區熱水池，由熱水泵打上涼水塔冷卻后流入冷水池，再由冷水泵送入初冷器再次冷卻煤氣。具體工藝流程圖示如下：

3、方案制定

焦化一廠關停后，原采暖系統系統的初冷器、熱水泵、涼水塔、冷水泵將停止運行。為保證焦化一廠生活區冬季采暖要求，并且盡量利用現有設備，節約資金的。經過認真對比，決定以提供與原有采暖溫度相似的熱源為前提（原供、回水溫度為55℃/45℃），采用部分原有的工藝流程，即原有的采暖循環泵和原有管路系統基本不變，改變熱源的供應及走向，改變采暖回水的回流路程，來滿足一廠生活區的冬季采暖需求，具體做法如下：

在采暖泵房新增空調用換熱器一臺，空調用換熱器的供、回水溫度為60℃/50℃，比較接近原設計溫度55℃/45℃，供給采暖系統，采暖回水流出熱用戶后不再回初冷器，而是直接回蓄水池，經采暖泵打入換熱器加熱，進行下一次循環。改造后的采暖系統流程如下：

4、 施工圖設計

針對需改造部分，施工圖設計分：（1）換熱器的計算、選型；（2）蒸汽熱媒管道的設計；（3）采暖回水系統的改造；（4）原采暖循環泵的參數核算等。

4.1換熱器的計算、選型

一廠生活區采暖面積10.8萬m2，采暖熱負荷9.73MW，以tg/ th=60℃/50℃的熱水為熱媒，考慮1.1倍的裕量，需循環水量920t/h。用0.4MPa的飽和蒸汽將溫度為50℃，水量為920t/h的采暖水加熱到60℃，需蒸汽16.61t/h。選用BLL系列雙螺旋波節管汽—水換熱器，換熱器布置于采暖泵房院外東側的草坪區，這樣系統走向順暢，用管道最少。

4.2蒸汽熱媒管道的設計

換熱器的熱媒來自公司蒸汽鍋爐，該鍋爐為焦化一廠提供有0.4MPa、1.0 MPa、2.5 MPa三種品質的蒸汽，經過現場勘察，從鍋爐房南06號管架接0.4MPa蒸汽管道，管道采用架空，利用原化產車間的管架至三胺工段，三胺工段至采暖泵房段新增管架，蒸汽管道全長335m，共有L型補償2處，Z型補償1處，直管段120m一段，140m一段，它們的熱伸長量分別為210mm、247mm，在管道上設方型補償器各兩個，以吸收其熱伸長量。

4.3采暖回水系統的改造

原采暖系統的回水路徑為：熱用戶東區熱水池涼水塔東區冷水池

初冷器。焦爐關閉后不再產生焦爐煤氣，初冷器系統，包括冷、熱水泵及其水池等也就停運。這里的回水從熱用戶出來后不再進入東區熱水池，而是進入蓄水池，經汽—水換熱器換熱后打入熱用戶進行循環。

4.4原采暖循環泵的參數核算等

將原有采暖系統的循環泵用于現有系統，必然存在是否匹配的問題。校核后如果匹配可以省去一筆投資。現校核如下：原采暖系統共有循環泵三臺，一開兩備，運行泵（即一開）是為適應一廠生活區采暖面積不斷增大的需求于2003年新配置的，其參數為：流量1016m3/h，揚程：40m。兩臺備用泵是原采暖系統投運之際配備的循環泵，原設計為一開一備，參數為：流量486m3/h，揚程：65m。現有采暖系統為開式系統，循環水量920t/h，改造前后系統的用戶及管道路線不變，只是改造后系統增加一換熱器，其壓降按100kPa計，原采暖系統的系統壓降為23m，增加換熱器后，原采暖循環泵仍能滿足系統需求。

4.5蒸汽冷凝水的回收

蒸汽通過換熱器后將熱量傳遞給采暖回水變成冷凝水，冷凝水溫度約為85℃，不但具有一定的熱品質，而且是除鹽水，直排必然是對優質水的浪費，設計中將蒸汽冷凝水接管進入采暖回水系統，不僅回收了除鹽水，而且增加了系統補水及供水熱值。

4.6系統補水

采暖系統有5%循環水量的損耗，其中包括飛濺、蒸發

、漏損等，本系統采用兩個途徑給系統補水：（1）換熱器熱媒（蒸汽）冷卻后的冷凝水；（2）來自動力鍋爐的除鹽水。以上兩路水均補入采暖回水系統。

5.運行情況

采暖系統改造后于2008年11月份投入運行，經過一個采暖期，用戶的采暖效果良好。

6.存在的問題及解決方法

換熱器設計蒸汽流量17.9t/h，其冷凝水接至回水系統的蓄水池，換熱器冷凝水管口標高比入蓄水池管口低3m，在運行過程中，由于室外溫度的波動采暖系統會進行蒸汽量的調節，當蒸汽量處于14~16t/h時，冷凝水管道會產生強烈的振動，當蒸汽流量大于16t/h時，冷凝水管道的強烈振動消失。為解決這一問題，在換熱器冷凝水管口設一閉式水箱，冷凝水被收集后用泵打入蓄水池，從而消除了管道振動。

參考文獻：

《實用供熱空調設計手冊》陸耀慶中國建筑工業出版社

《暖通空調設計通病分析手冊》李娥飛中國建筑工業出版社

作者簡介

姓名：王艷芬，女，1971年9月出生，山西襄汾人，工程師。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。