热电厂供热范围的研究

第4卷第4期

2008年10月

沈阳工程学院学报(自然科学版)

JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)

Vol14No14Oct.2008

热电厂供热范围的研究

吕　太1,王　正2

(11东北电力大学能源与机械工程学院,吉林吉林132012;21黑龙江省电力勘测设计研究院,哈尔滨150000)

(试行)规定“摘　要:新发布的《热电联产规划编制规定》:在技术经济合理的前提下,热源应尽量集中,通过合并供热

区,扩大区域性热电厂和自备热电厂的供热范围,扩大热电联产项目规模”.扩大热电厂的供热范围有以下益处:可以扩大每一个热电厂的供热面积和供热量,减少供热区域内的热源点,简化布局.,减轻环保压力.探讨了在确定热电厂供热范围时所涉及的3个因素,即热源布局、热媒输送、,供热范围的建议.

关键词:热源布局;供热半径;热媒输送;热媒温降;热媒压降

中图分类号:TK01　　　　　　　文献标识码:A:-1603(2008)04-0306-04

　　热电厂与凝汽式发电厂不同热的地方,.合理

、决定热有决定性的影响.影响热电厂供热范围的因素很多,下面仅从热源布局、热媒输送、热媒温降和压降3个方面进行讨论.

标都会产生决定性的影响.热负荷的比重直接影响到热电厂规模、单机容量、供热参数、热网投资、运行效

率、经济效益.因此,热负荷是热源布局最重要的基础数据.112　做好热电联产规划

在制定发展规划时,应坚持环境保护的基本国策,认真编制和审查城市供热规划.同时依据本地区《城市供热规划》《环境治理规划》和《电力规划》编制本地区的《热电联产规划》.城市供热规划反映了城市的中期和近期各种热负荷的需求量及远景规划量,一般在供热规划的优化工作中主要是把热源、热网和热用户作为一个整体进行优化决策的.因此,在确定热电联产规划时,应与供热规划的优化配合进行,以使城市发展的总体规划更加合理和完善.

热电联产规划是通过预测城市热负荷的增长,确定城市集中供热的发展规模;通过热源选择和热力网结构、布局等的优化,确定热力系统,并使之达到技术

先进、运行可靠、经济合理、综合利用和环境保护的要求.因此应从热电联产规划的经济效益、环境效益与社会效益综合评价的角度,作一理论和实例的分析与探讨.热电联产规划必须按照“统一规划、分步实施、以热定电和适度规模”的原则进行,以供热为主要任务,并符合改善环境、节约能源和提高供热质量的要求.113　最佳供热半径

供热范围越大,单位区域面积上的热负荷(热负荷

1　热源布局

所谓热源布局的含义是:在要求的城市供热区域内,根据城市供热规划的热负荷,规划出理想的热源布局1具体内容包括:热电厂的理想位置(对于新建热电厂),最终规模,分几期建设,每期投入运行的时间、每期容量,尖峰锅炉房的位置,设几个尖峰锅炉房,每个锅炉房的总容量和分几期建成.当整个供热系统达到最终规模的运行方案时,热电厂就必须要进行合理的热源布局,充分考虑各种因素,确定热电厂的位置.这里有一个科学规划的问题,即确定热源点分布密集程度多高合适,或者说热源点之间相距多远合适的问题.111　热负荷

对热电厂的建设我国规定应坚持“以热定电”的原则,所以它必须建在需要供热的地方,每个热电厂为一定范围的供热区服务.因此该供热区域的热负荷大小、变化规律及供热调节方法等对选择热电厂的设备、决定热电厂的运行工况以及对热电厂所能有的热经济指

收稿日期:2008-05-14作者简介:吕　太(1957-),男,吉林吉林人,教授,硕士生导师主要从事热电联产理论和应用研究及火力发电节能技术的研究.

第4期吕　太,等:热电厂供热范围的研究307　・・

密度)越大,越利于发挥区域供热的规模优势,但同时供热半径越大,供热管道越长,埋管所需费用、管道热

损失和输送费用也越大,因此供热半径存在着最佳值问题.供热半径,即从热电厂围墙外110m起算,向外输送冷热介质的直线距离(单位为km).供热半径的确定应没有具体的长度限定,应依据具体工程情况判定是否经济而不局限于其长短.对于具体工程,要经过严格考察,缜密论证,要做到不仅技术上可行,还要经济上合理,有利于环保,有利于资源合理配置.应是在论证了技术可行的基础上,将该方案与其他方案,例如油炉供热、燃气供热、电供热或直接在新区内兴建热源点以及分散锅炉方案的经济性相比较而定.

蒸汽热焓高,输送能耗小,比热水网输送热水的耗电量低得多,不需要设置热力首站换热设备及泵等.蒸汽密

度小,因地形变化(高差)而形成的静压小,可以不受地形和地势的影响.但是,蒸汽在较远距离的热网输送中,压力损失大,可导致供热机组抽汽或背压排汽压力较高,热电厂热电比大,且热网的热效率较低.以热水作为热网的输送介质,热水网设计供水温度为130～150℃,可用供热式汽轮机的低压抽汽作为加热蒸汽,使热化做功加大,能提高其热经济性.可在热电厂内通过改变网水温度进行集中供热调节,这样.同时供热可靠,,水温变化缓和,.但是,热水供,通常采用直埋管道的热120℃以下.另外,还有热水网循.

由于输送介质的不同,它所应用的场合也有很大差别,目前普遍以经验为主.对于生产热负荷应以蒸汽为热介质,供热参数根据工艺要求而定;对于热水供热系统,在供热规模较大时,应首先考虑以高温水作为热介质;既有工业用汽负荷又有民用热水负荷的,要通过技术论证确定介质和参数.对于循环水供热系统,热源部门应考虑提高供水温度的措施.212　输送介质的热力参数

对于蒸汽网而言是指蒸汽压力,亦即指汽轮机抽汽或背压排汽压力.热电厂汽轮机组对外供热均有一定的压力和温度,其数值与机组单机容量、新蒸汽参数有关.

当抽汽压力高时,其可输送距离相应增大,汽轮机参数与输送距离成正比.当采用蒸汽热媒时,应根据用户情况、管道敷设方式、保温和凝结水排除情况合理确定供热半径.其考虑因素如下:热电厂抽汽的初始压力、用户的使用压力、沿途压力损失和温降.对于蒸汽的供热半径不好做出硬性规定,应考虑上述因素而定,必须根据具体问题具体分析.

对于热水网而言,输送介质的热力参数主要是指热网供回水温度,该参数对输送系统仍至整个热电厂系统的影响都很大.供水温度低热电厂供热机组抽汽或排汽压力可以降低,但热水温度低会使用户端的温度不能满足要求,反而失去供热的意义.供回水温差增大,无疑会节省热网初投资及输送能耗,但这会导致热电厂的经济效益下降.因此,从系统的经济性看,热网供回水温度应有最佳选择.

213　提高一级热水网供热半径的方式

2　热媒输送

提高系统的整体运行效率.,有以下4种运行方式.

1).水,,其供热半径一般为10km以内,,应采用特殊的输送方式.

2)以工业用汽为主的用户.直接向外供蒸汽,输送压力按最大用户压力考虑,对于低压力用户,可以采用的减压方法,也可根据不同压力采用多管道输送.一般要考虑凝结水的回收问题,以减少热电厂的补水量.

3)有工业用汽又有民用冷负荷的用户只送蒸汽.空调制冷靠用户侧的蒸汽吸收式制冷机制取.向工业用户送汽,向空调用户供冷水(制冷机放在热电厂内).向工业用户送汽,向空调用户送高温水(130℃以上),用设在用户侧的高温水吸收式制冷机制取空调冷水.

4)以空调为主的用户.①送蒸汽,在各小区换冷站设蒸汽型的溴化锂吸收式制冷机;②送高温水,在各小区换冷站设高温水型的溴化锂吸收式制冷机;③直接送冷水至空调用户(制冷机放在热电厂内).211　输送介质种类

热媒的种类和参数对供热管道的管径、配管方式、热媒输送方式、热媒的供热范围等有很大影响,不同热媒的供热半径,不同的应区别对待,具体问题应具体分析.它们主要决定于用户所需的热媒类型、热负荷密度、输送距离及用户侧设备类型,有时也决定于机房设备配置.

输热介质主要有蒸汽和热水,当以蒸汽作为热网的输送介质时,热电厂提供的蒸汽压力波动范围较大(7barg～12barg),温度也在180～230℃之间波动;

308　・・沈阳工程学院学报(自然科学版)第4卷

对于热水供热系统,如果不采用中继泵和升压泵时,一般认为一级网系统的供热半径应控制在20km以内.其考虑因素如下:沿途压力(每km约0105～0108MPa)和所采用的热水输送手段.目前为了满足环保要求希望热电厂尽可能远离市区,但由于循环水泵选择上问题,扬程不能过高.当需要时,可以采用多种输送手段加大一级网的供热半径.一般可采用3种方法提高一级热水网的供热半径.

1)串连泵加压法.在热网首站设串连水泵,即在热网加热器前的主回水管上设初级泵,在热网加热器出口后的主供水管道上设二级泵(等于是串连加压).

2)中继泵加压法.在一级网的某一处,根据需要(应在压力图上分析)设中继泵(又称升压泵、加压泵).

3)设串连加压泵外加中继泵,这是把以上2种方法综合在一起的加压方式.

从理论上讲,需要,利用上述3,到30km以上.

鲜,例如:30～50km;北京二热电厂采用热网首站设串连加压泵主干管线长22km;南水北调工程利用梯级泵站每级站均可送几十公里.

算,并且散热损失不得超过运行工况的允许最大散热损失.经济厚度的计算公式为

D0・ln(

)=A2D1

λ・t・(T-Tα)・

-αPi・s

δ=

2

式中,T为设备和管道的外表面温度,℃;D0为保温层

外径,m;A2为常数,按中华人民共和国法定计量单位计算,A2=31795×10-3;fn为热价,元/106kJ,取316～6元/106kJ;t为年运行时间,h;λ为保温材料制品导热系数,W/(m・K);T0,℃;Pi为保温,元/3,m;S为保温;α为保温层外表(m・K).

的计算方法,不但考虑了传热,而且考虑了保温材料的投资费用、能源价格、贷款利率、导热系数等经济因素对保温层厚度的影响.由于公式中涉及的参数较多,在保温计算时,这些参数的取值会直接影响到保温层厚度的计算结果.所以,针对不同工程的实际情况,选取适当的参数,对计算结果的精度至关重要.312　保温热损失

单位管道热损失的计算公式为

π(α)αq==

Rf+RsD・ln+λDiα・D0式中,q为单位表面散热损失,W/m;Rf为保温层热阻,(m2・K)/W;Rs为保温层表面热阻,(m2・K)/W;其

他符号说明与式(1)相同.313　温降计算

其计算公式为

-3

Δt=　℃/km

GCP

3　热媒温降和压降

热媒的温降和压降损失是热电厂供热中不可忽视

的因素,合理计算温降和压降,有利于确定热电厂的供热范围.热媒温降包括2部分,即通过管壁及保温材料与外界的传热损失和冷媒、热媒的泄露损失.应尽量减少热媒温降,提高热网效率,扩大热电厂的供热范围.压降随流量增大而增大.

终端供热参数必须满足用户需要,这是选择热电厂供热参数、设计热网设施、测算成本的首要条件,也是确定输送距离的充分条件.由此影响输送距离的主要因素是每公里单位温降和压降,当然还与起点压力、温度有关.如果供热管道到达用户终端不能满足用户需要,则不能包含在热电厂的供热范围之内.311　保温厚度

ΔQ=q(Tp-T0)α　kJ(km・h)

Δt为过热蒸汽单位温降,℃

式中,/km;ΔQ为每km

过热媒热损失kJ/km・h或kW/km;G为管内热媒流量,t/h;CP为热媒平均比定压热容kJ/kG・℃;TP为介质平均温度,℃.314　压降计算

1)根据希弗林松公式,可求得热媒输送管道的沿程阻力系数

0.25

λ)=0111(L=0111(

d

供热管网要正确选择保温材料,确定保温结构以

及采取的节能措施,必须进行保温设备及管道的热力计算,而确定保温层厚度是其中的一个重要环节.保温层厚度不是越厚越好,要经过技术经济比较.为减少管道散热损失,最小保温厚度应按“经济厚度”的方法计

・ρ・ω

)0.25

第4期吕　太,等:热电厂供热范围的研究309　・・

式中,d为热媒管道的内径,m;ρ为热媒密度,kg/m3;

k为热媒管道内表面的绝对粗糙度,mm;ω为热媒流速,m/s.

2)热媒管道计算段的沿程阻力

ΔPy=λLL・

ΔPy为计算段的沿程阻力损失,Pa.式中,

3)热媒管道局部阻力损失.热媒在管内流动中经过管道构件(如阀门、三通、弯头、补偿器等)时,由于热媒的流动方向和速度将改变,产生局部漩涡和撞击,形成局部阻力损失,其计算公式为

n2

ΔPj=∑ξPai

2i=1

n

4　热电厂供热范围的建议

1)随着热源的合理布局、抽汽压力的提高、保温性

能的改善以及管道布置努力减少局部阻力,热电厂的

供热范围将逐步扩大.扩大热电厂的供热范围既有社会效益又有经济效益,可以认为,热电厂供热范围的确定是政策性问题,是原则问题,并影响方案的成败.

2)供热范围的确定与以下主要因素有关:热源布局、输送方式、允许温降和压降.应引导技术人员细致考虑影响因素,根据工程的具体情况去灵活处理.

3)《200720公里考虑,在

;以蒸汽8公里考虑,在8公里范围内不.参考文献

[1]李善化,康　慧.实用集中供热手册[M].北京:中国电力

出版社,2005.

[2]郭震文.试论较远距离集中供热[J].区域供热,2004(5):

13-20.

[3]康英姿,华　贲.区域供冷与分布式冷热电联供系统[J].

沈阳工程学院学报:自然科学版,2006,2(4):289-293.

式中,

i=1

ξ为计算管段各种管道构件的局部阻力系∑

i

数之和;V为热媒在管内的平均流速,m/s.4)热媒管道计算段的总阻力损失

2

ΔP=ΔPy+ΔPj+i=1

01098～011183～5km,最远10km,蒸汽网的经济温降一般为15～20℃/km.热水沿途压降(每km约0105～0108MPa),热水温降是蒸汽温降的1/20～1/30.

Discussiononheatingrangeofthermalpowerplant

LVTai1,WANGZheng2

(11DepartmentofThermalPowerEngineering,NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China;21HeilongjiangElectricPowerInvestigationandDesignResearchInstitute,Haerbin150000,China)

Abstract:Newpublishedregulationofcogenerationofheatandpowerplanningcompilationstipulatesthatonthepremiseofreasonabletechnicaleconomy,thermalresourceshouldconcentrateaspossible,cogenerationofheatandpowerprojectscalecanbeenlargedbyemergingheatingarea,enlargingheatingrangeofregionalpowerplantanden2terprise2ownedpowerplant.Enlargingheatingrangehastheadvantagesofexpandingeachpower’sheatingareaandheatingoutput,decreasingthermalsourcepointinheatingareaandsimplifyinglayout.Sothethermalpowerplantmaybefarmoreawayfromurbanandtheenvironmentalprotectionpressureisdecreased.Thispaperdiscussesthethreefactorsindeterminationofheatingrange,thefactorsarelayoutofheatresource,transportationofheatmedium,heatmedium’stemperaturedropandpressuredrop.Suggestionsonpowerplant’sheatrangeareproposed.

Keywords:HotSourcelayout;Hotprovideradius;Hotmediumtransport;

Hotmediumtemperaturelower;Hotmedi2umpressesdecline

第4卷第4期

2008年10月

沈阳工程学院学报(自然科学版)

JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)

Vol14No14Oct.2008

热电厂供热范围的研究

吕　太1,王　正2

(11东北电力大学能源与机械工程学院,吉林吉林132012;21黑龙江省电力勘测设计研究院,哈尔滨150000)

(试行)规定“摘　要:新发布的《热电联产规划编制规定》:在技术经济合理的前提下,热源应尽量集中,通过合并供热

区,扩大区域性热电厂和自备热电厂的供热范围,扩大热电联产项目规模”.扩大热电厂的供热范围有以下益处:可以扩大每一个热电厂的供热面积和供热量,减少供热区域内的热源点,简化布局.,减轻环保压力.探讨了在确定热电厂供热范围时所涉及的3个因素,即热源布局、热媒输送、,供热范围的建议.

关键词:热源布局;供热半径;热媒输送;热媒温降;热媒压降

中图分类号:TK01　　　　　　　文献标识码:A:-1603(2008)04-0306-04

　　热电厂与凝汽式发电厂不同热的地方,.合理

、决定热有决定性的影响.影响热电厂供热范围的因素很多,下面仅从热源布局、热媒输送、热媒温降和压降3个方面进行讨论.

标都会产生决定性的影响.热负荷的比重直接影响到热电厂规模、单机容量、供热参数、热网投资、运行效

率、经济效益.因此,热负荷是热源布局最重要的基础数据.112　做好热电联产规划

在制定发展规划时,应坚持环境保护的基本国策,认真编制和审查城市供热规划.同时依据本地区《城市供热规划》《环境治理规划》和《电力规划》编制本地区的《热电联产规划》.城市供热规划反映了城市的中期和近期各种热负荷的需求量及远景规划量,一般在供热规划的优化工作中主要是把热源、热网和热用户作为一个整体进行优化决策的.因此,在确定热电联产规划时,应与供热规划的优化配合进行,以使城市发展的总体规划更加合理和完善.

热电联产规划是通过预测城市热负荷的增长,确定城市集中供热的发展规模;通过热源选择和热力网结构、布局等的优化,确定热力系统,并使之达到技术

先进、运行可靠、经济合理、综合利用和环境保护的要求.因此应从热电联产规划的经济效益、环境效益与社会效益综合评价的角度,作一理论和实例的分析与探讨.热电联产规划必须按照“统一规划、分步实施、以热定电和适度规模”的原则进行,以供热为主要任务,并符合改善环境、节约能源和提高供热质量的要求.113　最佳供热半径

供热范围越大,单位区域面积上的热负荷(热负荷

1　热源布局

所谓热源布局的含义是:在要求的城市供热区域内,根据城市供热规划的热负荷,规划出理想的热源布局1具体内容包括:热电厂的理想位置(对于新建热电厂),最终规模,分几期建设,每期投入运行的时间、每期容量,尖峰锅炉房的位置,设几个尖峰锅炉房,每个锅炉房的总容量和分几期建成.当整个供热系统达到最终规模的运行方案时,热电厂就必须要进行合理的热源布局,充分考虑各种因素,确定热电厂的位置.这里有一个科学规划的问题,即确定热源点分布密集程度多高合适,或者说热源点之间相距多远合适的问题.111　热负荷

对热电厂的建设我国规定应坚持“以热定电”的原则,所以它必须建在需要供热的地方,每个热电厂为一定范围的供热区服务.因此该供热区域的热负荷大小、变化规律及供热调节方法等对选择热电厂的设备、决定热电厂的运行工况以及对热电厂所能有的热经济指

收稿日期:2008-05-14作者简介:吕　太(1957-),男,吉林吉林人,教授,硕士生导师主要从事热电联产理论和应用研究及火力发电节能技术的研究.

第4期吕　太,等:热电厂供热范围的研究307　・・

密度)越大,越利于发挥区域供热的规模优势,但同时供热半径越大,供热管道越长,埋管所需费用、管道热

损失和输送费用也越大,因此供热半径存在着最佳值问题.供热半径,即从热电厂围墙外110m起算,向外输送冷热介质的直线距离(单位为km).供热半径的确定应没有具体的长度限定,应依据具体工程情况判定是否经济而不局限于其长短.对于具体工程,要经过严格考察,缜密论证,要做到不仅技术上可行,还要经济上合理,有利于环保,有利于资源合理配置.应是在论证了技术可行的基础上,将该方案与其他方案,例如油炉供热、燃气供热、电供热或直接在新区内兴建热源点以及分散锅炉方案的经济性相比较而定.

蒸汽热焓高,输送能耗小,比热水网输送热水的耗电量低得多,不需要设置热力首站换热设备及泵等.蒸汽密

度小,因地形变化(高差)而形成的静压小,可以不受地形和地势的影响.但是,蒸汽在较远距离的热网输送中,压力损失大,可导致供热机组抽汽或背压排汽压力较高,热电厂热电比大,且热网的热效率较低.以热水作为热网的输送介质,热水网设计供水温度为130～150℃,可用供热式汽轮机的低压抽汽作为加热蒸汽,使热化做功加大,能提高其热经济性.可在热电厂内通过改变网水温度进行集中供热调节,这样.同时供热可靠,,水温变化缓和,.但是,热水供,通常采用直埋管道的热120℃以下.另外,还有热水网循.

由于输送介质的不同,它所应用的场合也有很大差别,目前普遍以经验为主.对于生产热负荷应以蒸汽为热介质,供热参数根据工艺要求而定;对于热水供热系统,在供热规模较大时,应首先考虑以高温水作为热介质;既有工业用汽负荷又有民用热水负荷的,要通过技术论证确定介质和参数.对于循环水供热系统,热源部门应考虑提高供水温度的措施.212　输送介质的热力参数

对于蒸汽网而言是指蒸汽压力,亦即指汽轮机抽汽或背压排汽压力.热电厂汽轮机组对外供热均有一定的压力和温度,其数值与机组单机容量、新蒸汽参数有关.

当抽汽压力高时,其可输送距离相应增大,汽轮机参数与输送距离成正比.当采用蒸汽热媒时,应根据用户情况、管道敷设方式、保温和凝结水排除情况合理确定供热半径.其考虑因素如下:热电厂抽汽的初始压力、用户的使用压力、沿途压力损失和温降.对于蒸汽的供热半径不好做出硬性规定,应考虑上述因素而定,必须根据具体问题具体分析.

对于热水网而言,输送介质的热力参数主要是指热网供回水温度,该参数对输送系统仍至整个热电厂系统的影响都很大.供水温度低热电厂供热机组抽汽或排汽压力可以降低,但热水温度低会使用户端的温度不能满足要求,反而失去供热的意义.供回水温差增大,无疑会节省热网初投资及输送能耗,但这会导致热电厂的经济效益下降.因此,从系统的经济性看,热网供回水温度应有最佳选择.

213　提高一级热水网供热半径的方式

2　热媒输送

提高系统的整体运行效率.,有以下4种运行方式.

1).水,,其供热半径一般为10km以内,,应采用特殊的输送方式.

2)以工业用汽为主的用户.直接向外供蒸汽,输送压力按最大用户压力考虑,对于低压力用户,可以采用的减压方法,也可根据不同压力采用多管道输送.一般要考虑凝结水的回收问题,以减少热电厂的补水量.

3)有工业用汽又有民用冷负荷的用户只送蒸汽.空调制冷靠用户侧的蒸汽吸收式制冷机制取.向工业用户送汽,向空调用户供冷水(制冷机放在热电厂内).向工业用户送汽,向空调用户送高温水(130℃以上),用设在用户侧的高温水吸收式制冷机制取空调冷水.

4)以空调为主的用户.①送蒸汽,在各小区换冷站设蒸汽型的溴化锂吸收式制冷机;②送高温水,在各小区换冷站设高温水型的溴化锂吸收式制冷机;③直接送冷水至空调用户(制冷机放在热电厂内).211　输送介质种类

热媒的种类和参数对供热管道的管径、配管方式、热媒输送方式、热媒的供热范围等有很大影响,不同热媒的供热半径,不同的应区别对待,具体问题应具体分析.它们主要决定于用户所需的热媒类型、热负荷密度、输送距离及用户侧设备类型,有时也决定于机房设备配置.

输热介质主要有蒸汽和热水,当以蒸汽作为热网的输送介质时,热电厂提供的蒸汽压力波动范围较大(7barg～12barg),温度也在180～230℃之间波动;

308　・・沈阳工程学院学报(自然科学版)第4卷

对于热水供热系统,如果不采用中继泵和升压泵时,一般认为一级网系统的供热半径应控制在20km以内.其考虑因素如下:沿途压力(每km约0105～0108MPa)和所采用的热水输送手段.目前为了满足环保要求希望热电厂尽可能远离市区,但由于循环水泵选择上问题,扬程不能过高.当需要时,可以采用多种输送手段加大一级网的供热半径.一般可采用3种方法提高一级热水网的供热半径.

1)串连泵加压法.在热网首站设串连水泵,即在热网加热器前的主回水管上设初级泵,在热网加热器出口后的主供水管道上设二级泵(等于是串连加压).

2)中继泵加压法.在一级网的某一处,根据需要(应在压力图上分析)设中继泵(又称升压泵、加压泵).

3)设串连加压泵外加中继泵,这是把以上2种方法综合在一起的加压方式.

从理论上讲,需要,利用上述3,到30km以上.

鲜,例如:30～50km;北京二热电厂采用热网首站设串连加压泵主干管线长22km;南水北调工程利用梯级泵站每级站均可送几十公里.

算,并且散热损失不得超过运行工况的允许最大散热损失.经济厚度的计算公式为

D0・ln(

)=A2D1

λ・t・(T-Tα)・

-αPi・s

δ=

2

式中,T为设备和管道的外表面温度,℃;D0为保温层

外径,m;A2为常数,按中华人民共和国法定计量单位计算,A2=31795×10-3;fn为热价,元/106kJ,取316～6元/106kJ;t为年运行时间,h;λ为保温材料制品导热系数,W/(m・K);T0,℃;Pi为保温,元/3,m;S为保温;α为保温层外表(m・K).

的计算方法,不但考虑了传热,而且考虑了保温材料的投资费用、能源价格、贷款利率、导热系数等经济因素对保温层厚度的影响.由于公式中涉及的参数较多,在保温计算时,这些参数的取值会直接影响到保温层厚度的计算结果.所以,针对不同工程的实际情况,选取适当的参数,对计算结果的精度至关重要.312　保温热损失

单位管道热损失的计算公式为

π(α)αq==

Rf+RsD・ln+λDiα・D0式中,q为单位表面散热损失,W/m;Rf为保温层热阻,(m2・K)/W;Rs为保温层表面热阻,(m2・K)/W;其

他符号说明与式(1)相同.313　温降计算

其计算公式为

-3

Δt=　℃/km

GCP

3　热媒温降和压降

热媒的温降和压降损失是热电厂供热中不可忽视

的因素,合理计算温降和压降,有利于确定热电厂的供热范围.热媒温降包括2部分,即通过管壁及保温材料与外界的传热损失和冷媒、热媒的泄露损失.应尽量减少热媒温降,提高热网效率,扩大热电厂的供热范围.压降随流量增大而增大.

终端供热参数必须满足用户需要,这是选择热电厂供热参数、设计热网设施、测算成本的首要条件,也是确定输送距离的充分条件.由此影响输送距离的主要因素是每公里单位温降和压降,当然还与起点压力、温度有关.如果供热管道到达用户终端不能满足用户需要,则不能包含在热电厂的供热范围之内.311　保温厚度

ΔQ=q(Tp-T0)α　kJ(km・h)

Δt为过热蒸汽单位温降,℃

式中,/km;ΔQ为每km

过热媒热损失kJ/km・h或kW/km;G为管内热媒流量,t/h;CP为热媒平均比定压热容kJ/kG・℃;TP为介质平均温度,℃.314　压降计算

1)根据希弗林松公式,可求得热媒输送管道的沿程阻力系数

0.25

λ)=0111(L=0111(

d

供热管网要正确选择保温材料,确定保温结构以

及采取的节能措施,必须进行保温设备及管道的热力计算,而确定保温层厚度是其中的一个重要环节.保温层厚度不是越厚越好,要经过技术经济比较.为减少管道散热损失,最小保温厚度应按“经济厚度”的方法计

・ρ・ω

)0.25

第4期吕　太,等:热电厂供热范围的研究309　・・

式中,d为热媒管道的内径,m;ρ为热媒密度,kg/m3;

k为热媒管道内表面的绝对粗糙度,mm;ω为热媒流速,m/s.

2)热媒管道计算段的沿程阻力

ΔPy=λLL・

ΔPy为计算段的沿程阻力损失,Pa.式中,

3)热媒管道局部阻力损失.热媒在管内流动中经过管道构件(如阀门、三通、弯头、补偿器等)时,由于热媒的流动方向和速度将改变,产生局部漩涡和撞击,形成局部阻力损失,其计算公式为

n2

ΔPj=∑ξPai

2i=1

n

4　热电厂供热范围的建议

1)随着热源的合理布局、抽汽压力的提高、保温性

能的改善以及管道布置努力减少局部阻力,热电厂的

供热范围将逐步扩大.扩大热电厂的供热范围既有社会效益又有经济效益,可以认为,热电厂供热范围的确定是政策性问题,是原则问题,并影响方案的成败.

2)供热范围的确定与以下主要因素有关:热源布局、输送方式、允许温降和压降.应引导技术人员细致考虑影响因素,根据工程的具体情况去灵活处理.

3)《200720公里考虑,在

;以蒸汽8公里考虑,在8公里范围内不.参考文献

[1]李善化,康　慧.实用集中供热手册[M].北京:中国电力

出版社,2005.

[2]郭震文.试论较远距离集中供热[J].区域供热,2004(5):

13-20.

[3]康英姿,华　贲.区域供冷与分布式冷热电联供系统[J].

沈阳工程学院学报:自然科学版,2006,2(4):289-293.

式中,

i=1

ξ为计算管段各种管道构件的局部阻力系∑

i

数之和;V为热媒在管内的平均流速,m/s.4)热媒管道计算段的总阻力损失

2

ΔP=ΔPy+ΔPj+i=1

01098～011183～5km,最远10km,蒸汽网的经济温降一般为15～20℃/km.热水沿途压降(每km约0105～0108MPa),热水温降是蒸汽温降的1/20～1/30.

Discussiononheatingrangeofthermalpowerplant

LVTai1,WANGZheng2

(11DepartmentofThermalPowerEngineering,NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China;21HeilongjiangElectricPowerInvestigationandDesignResearchInstitute,Haerbin150000,China)

Abstract:Newpublishedregulationofcogenerationofheatandpowerplanningcompilationstipulatesthatonthepremiseofreasonabletechnicaleconomy,thermalresourceshouldconcentrateaspossible,cogenerationofheatandpowerprojectscalecanbeenlargedbyemergingheatingarea,enlargingheatingrangeofregionalpowerplantanden2terprise2ownedpowerplant.Enlargingheatingrangehastheadvantagesofexpandingeachpower’sheatingareaandheatingoutput,decreasingthermalsourcepointinheatingareaandsimplifyinglayout.Sothethermalpowerplantmaybefarmoreawayfromurbanandtheenvironmentalprotectionpressureisdecreased.Thispaperdiscussesthethreefactorsindeterminationofheatingrange,thefactorsarelayoutofheatresource,transportationofheatmedium,heatmedium’stemperaturedropandpressuredrop.Suggestionsonpowerplant’sheatrangeareproposed.

Keywords:HotSourcelayout;Hotprovideradius;Hotmediumtransport;

Hotmediumtemperaturelower;Hotmedi2umpressesdecline