火力发电厂辅助蒸汽作为宾馆供热热源的设计_石庆宏

节能技术

火力发电厂辅助蒸汽作为宾馆供热热源的设计

石庆宏1，袁军1，余俊2（1.江西省电力设计院，南昌330096；2.国家电投集团江西电力有限公司分宜发电厂，江西新余336607）摘要：提供了一种利用火力发电厂辅助蒸汽作为宾馆的供热热源的设计方案，通过对宾馆客房内用水热负荷、室内恒温游泳池的供热负荷的计算分析，确认客房内热水供应需设置2台DFHRV-1800-5.0型半容积立式换热器（1用1备），并进一步认证换热器蒸汽凝结水作为室内恒温游泳池供热热源的可行性。关键词：热负荷；辅助蒸汽；换热器中图分类号：TK01+9文献标志码：A

文章编号：1005－7676（2018）01－0092－04SHIQinghong1,YUNJun2,YUJun2（1.JiangxiElectricPowerDesignInstitute,Nanchang330096,China;2.NationalPowerInvestmentGroupJiangxiElectricPowerCo.,Ltd.FenyiPowerPlant,Xinyu336607,Jiangxi,China）

Inthispaper,adesignschemeofusingtheauxiliarysteamofthepowerplantastheheatsourceofthehotelisprovided.Throughthecalculationandanalysisoftheheatloadofthewaterinthehotelroomandindoorconstanttemperatureswimmingpool,hotwaterinthehotelroomisgivenby2setsofDFHRV-1800-5.0typehalfvolumeverticalheatexchangers(oneusingandonepreparation),andfurthercertification,itispossiblethatthesteamcondensationwateroftheheatexchangerisusedastheheatsourceoftheindoorconstanttemperatureswimmingpool.heatload;auxiliarysteam;heatexchanger引言宾馆热负荷主要为客房内用水热负荷、室内恒

温游泳池的供热负荷以及宾馆的供暖热负荷。供热系统常用的设备主要有锅炉、电热设备、太阳能集热器、地热转换设备等。锅炉设备主要是大功率的

加热源，电热设备和太阳能设备是局部使用的发热设备，在地下热能较为丰富的地区优先使用地热转换设备。某火力发电厂在市区近郊，距离电厂居住区较远，为方便员工休息，电厂在围墙外修建了一座宾馆，该宾馆既对内又对外营业，全天恒温热水供应，设有室内恒温游泳池。电厂辅助蒸汽量

收稿日期：2018-01-03作者简介：石庆宏（1976—），男，安徽安庆人，高级工程师，硕士研究生，毕业于四川大学，给水排水工程专业，主要从事火力发电厂供水系统设计。袁余军（1976—），男，江西宜春人，助理工程师（技师），大专学历，毕业于武汉大学，热能动力工程专业，主要俊（1981—），男，南昌人，大学本科，毕业于南昌大学，给水排水工程专业，主要从事火力发电厂供水系统设计。从事电厂生产技术管理工作。节能技术

1）能源研究与管理2018（

窑93窑较为充沛，且热值较高，电厂拟利用辅助蒸汽作为

宾馆唯一供热热源。考虑到宾馆的供暖热负荷设计不属于给排水专业的范围，本文仅对宾馆客房内用水供热及室内恒温游泳池的供热设计进行探讨。

输至电厂凝结水箱，作为锅炉补给水循环利用。

宾馆内设有92套客房，床位1个，客房均设有专用卫生间，内有浴盆、脸盘、便器各1件。宾馆全日集中恒温热水供应，换热器出口热水温度601电厂辅助蒸汽及宾馆设置情况介绍火力发电厂的辅助蒸汽从中压缸的末端引出，

益，入口水温9.3益；换热器入口蒸汽压力0.8MPa，温度170益，蒸汽通过换热器换热后冷凝成水。宾馆内设有恒温游泳池1座，游泳池平面尺寸20.0m伊10.0m伊1.5m。

压力1.177MPa，温度395.3益，为满足宾馆供热需要，高温高压蒸汽通过减温减压器后，压力0.8MPa，温度170益，蒸汽热焓2773kJ/kg。宾馆客房内热水通过半容积浮动盘管换热器供应，考虑到换热器冷凝水热焓值仍较高，部分冷凝水通过管道自流进入游泳池的均衡池，与泳池循环水直接混合，作为游泳池的供热热源；剩余的冷凝水通过升压泵

至宾馆热水给水管网

2宾馆客房内热水供应系统在全年中宾馆客房内热水供应系统热负荷1月

份最大，换热器的选型将以1月份热负荷作为设计依据。生活水通过换热器加热后，向宾馆各客房供应满足使用要求的热水，具体的系统见图1。

半容积式浮动盘管换热器半容积式浮动盘管换热器

膨胀水箱

Y型过滤器

屋面天沟

屋面天沟

宾馆热水回流

热水循环泵

疏水阀组排污口

疏水阀组

排污口

Y型过滤器

热水循环泵

水箱

接电厂辅助蒸汽管道

接生活给水管道

图1

宾馆生活热水集中换热系统图

2.1

设计小时耗热量

计算宾馆客房内热水供应系统的热媒耗量及半

容积式水换热器的选型，首先需计算出宾馆客房内热水供应系统设计小时好热量，其计算见公式(1)：

热媒耗量见公式（3）：

=1.15伊3.6/1.163(m-n)=717kg/h(3)=hr(r-l)r/800=355531W(1)式中：为设计小时耗热量，W；为用水计算单位数，1；r为热水用水定额，160L/(人·d)；为水的比热，4187J/(kg·益)；r为热水温度，60益；

l式中：为蒸汽耗量，kg/h；m为蒸汽热焓，2773kJ/kg；n为蒸汽凝结水热焓，718kJ/kg。2.4

半容积式水换热器选型

通过2.1节计算出的设计小时耗热量，可推算

(4)出换热器的换热面积，其计算见公式(4)：

=/驻=5.24m2为冷水温度，9.3益；r为热水密度，0.983kg/L；h为热水小时变化系数，5.61。

设计小时热水量

式中：为由于水垢、热媒分布不均匀等影响传热效率的系数，0.7；为传热系数，860W/(m2·益)；驻为热媒与被加热水的计算温差，135.35益。

通过设计小时耗热量也可计算出贮水器容积，计算见公式(5)：

逸0.75伊3.6/(r-l)=4.53m3(5)2.2

通过计算所得的设计小时耗热量可计算出宾馆客房内设计小时热水量rh，其计算见公式(2)：

rh2.3

=/1.163(r-l)r=6134L/h热媒耗量

(2)宾馆客房内热水供应系统需消耗一定量的热媒，

通过上述计算可知，本工程需选用2台DFHRV-1800-5.0型半容积式立式换热器（1用1备），外形

窑94窑1）能源研究与管理2018（

节能技术

尺寸：1800mm（直径）伊2708mm（高度

），单台换热面积6.4m2，贮水器容积5.0m3。3恒温游泳池供热热源设计[5]

考虑到半容积式换热器蒸汽凝结水热焓较高，

可作为恒温游泳池的供热热源，蒸汽凝结水通过管道自流进入泳池的平衡水池，与泳池的循环水及补给水混合，通过循环水将热量传至游泳池。具体系统见图2。

过滤器

游泳池

平衡水池

泳池循环泵

换热器蒸汽凝结水

电厂凝结水箱

水箱

升压泵

图2

恒温游泳池供热及循环系统图

3.1恒温游泳池耗热量计算

室内恒温游泳池尺寸为20.0m伊10.0m伊1.5m。设计耗热量包括游泳池水面蒸发热损失，水面、池壁、池底、管道、设备等传热损失及补给水加热需要的热量。上述各种热损失和耗热量可按以下方法进行计算。

3.1.1水面蒸发热损失

室内恒温游泳池水面蒸发热损失量z与很多外

界因素有关，其计算式见公式(6)：

z=C淄(0.0229+0.0174f)(b-q)(760/)=142262kJ/h(6)式中：淄为与游泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热，582.5kJ/kg；f为游泳池水面上的风速，0.35m/s；b为与游泳池水温相等的饱和蒸汽的水蒸气压力，25.2mmHg；q为游泳池的环境空气的水蒸气压力，15.1mmHg；为游泳池水面面积，m2；为当地的大气压力，763mmHg。3.1.2游泳池热传导热损失

游泳池的水表面、池壁、池底、管道、设备等传热损失，应按游泳池水表面蒸发热量损失的20%计算：

c=0.2z=28453kJ/h(7)式中：c为游泳池的水表面、池壁、池底、管道、设备等传热损失，kJ/h。

3.1.3补充水加热需要的热量

室内恒温游泳池补充水加热需耗一定的热量，其计算式见式(8)，一年中不同的月份补充水耗热量是不同的，一年中每个月份补充水的耗热量见表1。

b=b(y-b)/(8)b=0.1y(9)式中：b为补充水加热所需的热量，kJ/h；b为每天补充水量，L；y为池水温度，28益；b为补充水温度，益；为每天加热的时间，24h；y为游泳池

的容积，m3。

表1

游泳池各月份补充水所需热量

月份历年月水温平均/益(kJ·bh/-1)月份历年月水温平均/益(kJ·bh/-1)19.397872729.90210.790544829.80314.769609926.95758419.391021.931926524.3193651116.759142626.862811211.7853113.1.4总好热量

室内恒温游泳池总的耗热量

可通过公式(10)算出，一年中不同月份泳池的耗热量见表2。

=z+c+b(10)表2

游泳池循环水各月份所需总热量

月份历年月水温平均/益(kJ·h/-1)月份历年月水温平均/益(kJ·h/-1)19.3268587729.9170715210.7261259829.8170715314.7240324926.91773419.62146791021.92021524.31900801116.7229857626.81769961211.72560263.2游泳池循环水流量及其温升变化

3.2.1泳池循环水流量

室内恒温游泳池的热量通过泳池循环流量补入，循环流量x的计算见公式(11)。

x=/=60m3/h(11)式中：x为游泳池水的循环流量，m3/h；为管道

和过滤设备水容积附加系数，一般为1.2；为游泳池的水容积，m3；为游泳池水的循环周期，6h。3.2.21月份循环水温升

每年1月份为泳池耗热量最大的月份，在1月份中泳池循环流量的温升计算见公式驻=((12)。

z+c+b)/x=1.07益(12)节能技术

1）能源研究与管理2018（

窑95窑式中：驻为换热设备进出水管口水温差，益。

3.3换热器蒸汽凝结水耗量

通过表2分析可知，在全年中1月份恒温游泳池的耗热量'最大，可作为凝结水耗量计算的依据，具体计算如下：

'=/(n-r)=448kg/hr备），单台换热面积6.4m2，贮水器容积5.0m3。

3）通过对恒温游泳池耗热量计算可知，一月份耗热量最大；利用部分蒸汽凝结水可作为恒温游泳池供热热源，剩余的凝结水通过升压泵输至电厂凝结水箱循环利用。

(13)参考文献

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[J].给水排水,2013(1):86-.=y=117.236kJ/kg(14)式中：n为蒸汽凝结水热焓，718kJ/kg；r为蒸汽凝结水与泳池热水混合后的热水热焓，117.236kJ/kg。

5结语根据本研究，可得出如下结论：1）火力发电厂辅助蒸汽作为宾馆供热热源是一

种既环保又经济的热源。2）通过计算，宾馆客房内热水供应需设置2台DFHRV-1800-5.0型半容积式立式换热器（1用1（上接第83页）

估算，同样的一座塔式光热电站，采用超级电容的分散备电方案其成本比采用UPS的集中备电方案的成本会高出约50%。

随着超级电容工艺不断改进，产业的不断成熟、规模化，超级电容的成本会进一步下降。而由于分散备用电源可靠性上的优势及超容在低温环境下性能的优势，采用超容分散备电方案将成为塔式光热发电备用电源的一个未来发展的方向。参考文献

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