CN203215829U

CN203215829U - 发电厂辅机循环水供暖结构

Info

Publication number: CN203215829U
Application number: CN 201320218472
Authority: CN
Inventors: 张宝生; 张萍; 赵然; 邢宇萌
Original assignee: North China Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group Corp
Current assignee: North China Power Engineering Co Ltd of China Power Engineering Consulting Group
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-04-26

Abstract

本实用新型发电厂辅机循环水供暖结构。发电厂包含辅机循环水冷却系统，该辅机循环水冷却系统通过管路与供暖系统相连接；其中，辅机循环水冷却系统包含进水管路和出水管路，供暖系统包含供水管路和回水管路，辅机循环水进水管路与供暖系统回水管路连接，辅机循环水的出水管路与供暖系统的供水管路连接，使辅机循环水冷却系统与供暖系统形成余热利用的循环系统。本实用新型有效利用发电厂辅机循环水的余热，将适合温度的循环水直接利用到冬季供暖中来，具有节省空间占地、初投资适中、使用寿命长、散热效果好、人体的舒适感好、节能、运行费用低、基本不用维护的优点。

Description

发电厂辅机循环水供暖结构

技术领域

本实用新型有关一种利用发电厂辅机循环水冷却系统中的循环水进行供暖的结构。

背景技术

在发电厂存在着大量的余热，这些余热包括各种设备、管道、烟气等散发的热量，其中一部分余热已被现代工艺技术所回收利用，如锅炉尾部高温烟气的余热利用，但大部分低温余热还未被真正利用或利用的方式还有待改进，其中包括工业冷却水系统。

对于电厂的工业冷却水系统，目前主要采用开式和闭式循环冷却水两种系统。开式循环冷却水系统由电动滤水器、开式冷却水泵及管道组成；闭式循环冷却水系统由闭式冷却水箱、闭式冷却水泵、闭式冷却器及管道组成。

在火力发电厂中有大量需要冷却的设备和工质，如主机凝汽器、主机冷油器、闭式循环水冷却器、发电机定子冷却器、发电机氢冷器、小汽机冷油器、电泵工作及润滑油冷却器、真空泵冷却器、电泵电机空冷器、汽泵机械密封前置泵冷却器、前置泵密封水及轴承冷却器、空侧密封油系统冷却器、氢侧密封油冷却器、磨煤机润滑油站、一次风机液压油站及润滑油站、送风机液压油站、空预器轴承润滑冷却器、除灰空压机、仪用空压机等。以上设备由于冷却介质的不同，可分为开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统，根据电厂运行特点及设计院的设计要求，有可能同样的设备在不同的电厂中所处的冷却系统不同，但冷却的原理大致相同。

目前，在发电厂工业冷却水系统上低温余热利用还仅限于利用热泵技术将低品位的热能提升到高品位的热能加以利于，但在发电厂的循环冷却水系统上，部分冷却水系统的出水可全年恒定在一定的温度范围内，并可直接加以利用，本案就是发电厂辅机循环水在冬季供暖中的直接利用。

对部分发电厂，为保证机组的安全运行，将发电机的氢气冷却器、空气冷却器、冷油器、密封油冷却器、各油站、电机冷却器、轴瓦冷却水等单纯的设备冷却用水系统单独的组成一个冷却循环系统，设置闭式循环水系统，即本案涉及的辅机循环水冷却系统。

民用建筑指供人们居住、生活、工作和学习的房屋和场所，一般可分为居住建筑和公共建筑。

公共建筑指供人们从事各种公共活动的建筑。公共建筑包含办公建筑(包括写字楼、政府部门办公室等)，商业建筑(如商场、金融建筑等)，旅游建筑(如旅馆饭店、娱乐场所等)，科教文卫建筑(包括文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等)，通信建筑(如邮电、通讯、广播用房)以及交通运输类建筑(如机场、车站建筑、桥梁等)。公共建筑和居住建筑都属民用建筑。民用建筑和工业建筑合称建筑。

在冬季需供暖的地区，目前国内民用建筑冬季常用的供暖方式主要有散热器供暖、热水辐射供暖、电加热供暖、燃气红外线辐射供暖、户式燃气炉和户式空气源热泵供暖、热风等几种形式。

散热器供暖是以热源(锅炉)热水作为循环热媒通过散热器等作为终端散热设备的供暖方式。由热源+散热器+管道+附件组成，属于对流采暖方式，优点是：升温迅速、可以解决居室任意区域供暖要求、款式多样、合理选择可以起到装饰美观效果、对层高没有影响、维修方便易于清洗、使用成本相对较低、无噪音等，如果采用间断性供暖的方式，在一定程度上节能。缺点是：占用一定墙面及室内空间、安装位置不合理会影响美观、散热器表面温度较高、易产生散热不均匀、有温度梯度产生、对热媒的温度相对要求较高。

辐射供暖是利用建筑物内部的顶面、墙面、地面或其它表面进行供暖的系统。根据辐射板面的温度，可将其分为低温辐射(板面温度低于80℃)、中温辐射(板面温度等于80～200℃)、高温辐射(板面温度高于500℃)。根据辐射板面的位置，可将其分为顶面式、地面式、墙面式、楼面式。一般民用建筑供暖常用的是低温热水地面辐射供暖。在《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012第5.4.1条中规定：“热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用35℃～45℃，不应大于60℃；供回水温差不宜大于10℃，且不宜小于5℃”。

热风供暖是将热量用风机强制吹到用热空间。它的特点是升温更迅速。常用的热风供暖方式有全空气式集中空调、暖风机、热风幕等，风机盘管式空调系统冬季供暖也属于热风供暖的一种方式。

例如，在一般发电厂均建有厂前区、综合检修楼、化验楼等，厂前区内包括综合办公楼、综合生活楼、宿舍楼、食堂等，其建筑面积在2万平米至6万平米不等，这些建筑物的用途、功能与民用建筑基本相同，在发电厂的建设中一般按民用建筑考虑，部分发电厂将其设计外委给民用建筑设计院。

在这些建筑物夏季、冬季的空调、供暖设计中，一般按以下方式考虑：

极度严寒地区：除个别房间外，一般可不考虑夏季空调系统，冬季采用集中供暖系统。

严寒地区：夏季，综合办公楼、综合生活楼、食堂、化验楼等可考虑空调降温，其它建筑物一般不考虑。冬季，综合办公楼、综合生活楼、食堂等有采用空调系统供暖，也有采用集中供暖系统供暖；其它建筑物一般采用集中供暖系统。

寒冷地区：有全部采用集中空调系统夏季供冷、冬季供暖的发电厂。

夏热冷冬冷地区：有全部采用集中空调系统夏季供冷、冬季供暖的发电厂，也有夏季采用集中空调系统供冷、冬季采用集中供暖系统的发电厂。

长江流域：有空调需求的工艺房间和公共建筑用房，夏季全部采用集中空调系统供冷，冬季部分建筑物采用集中空调系统供暖。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种利用发电厂辅机循环水进行民用建筑或电厂建筑供暖的结构。

本实用新型所采用的技术手段如下：一种发电厂辅机循环水供暖结构，发电厂包含辅机循环水冷却系统，该辅机循环水冷却系统通过管路与供暖系统相连接；其中，辅机循环水冷却系统包含进水管路和出水管路，供暖系统包含供水管路和回水管路，辅机循环水冷却系统进水管路与供暖系统连接，辅机循环水冷却系统出水管路与供暖系统连接，使辅机循环水冷却系统与供暖系统形成余热利用的循环系统。

该供暖系统为民用建筑供暖系统或发电厂附属建筑供暖系统，最适宜地板辐射供暖系统或集中空调供暖系统。该辅机循环水冷却系统进水管路与供暖系统回水管路连接处设压力平衡装置、辅机循环水冷却系统出水管路与供暖系统供水管路连接处设置流量调节阀。该管路设置备用热源。该备用热源为对外供热热网的供水或回水、厂内供热热网的供水或回水、汽水换热器或水-水换热器及其它电加热装置等。该管路设置循环水泵、补水定压装置及过滤器.

本实用新型所产生的有益效果如下：有效利用发电厂辅机循环水的余热，将适合温度的循环水直接利用到冬季供暖中来，具有节省空间站地、初投资适中、使用寿命长、散热效果好、人体的舒适感好、节能、运行费用低、基本不用维护的优点。

附图说明

图1为本实用新型原理结构示意图一。

图2为本实用新型原理结构示意图二。

图3为本实用新型原理结构示意图三。

图4为本实用新型原理结构示意图四。

图5为施工实例中方案一的局部流程图。

图6为施工实例中方案二的局部流程图。

图7为施工实例中方案三的局部流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种发电厂辅机循环水供暖结构。发电厂包含辅机循环水冷却系统1，该辅机循环水冷却系统1通过管路与供暖系统相连接2；其中，辅机循环水冷却系统1包含进水管路11和出水管路12，供暖系统包含供水管路21和回水管路22，进水管路11连接回水管路22，出水管路12连接供水管21路，使辅机循环水冷却系统1与供暖系统2相连接形成循环，二者形成循环水路，利用辅机循环冷却水系统中的余热进行供暖。

该供暖系统为民用建筑供暖系统或发电厂附属建筑供暖系统。由于辅机循环冷却系统提供的出水温度不一般高于45℃，以调节辅机循环水流量的方式，将辅机循环水系统的出水温度控制在45℃以下、进出水温差8～10℃之间，作为低温供暖系统的供水，送入低温供暖系统。低温供暖系统有以下几种方式：地板辐射供暖方式、集中空调供暖方式和散热器系统供暖方式。地板辐射供暖方式、集中空调供暖方式在低温供暖中较为常用，散热器系统采用低温供暖因占地面积大、造价高，在设计中采用的建筑相对较少，因此，该供暖系统基本为地板辐射供暖系统或集中空调供暖系统。

如图2所示，该进水管路连接回水管路位置，出水管路连接供水管路位置可以设置流量调节阀3，以调节供水流量。并且，如图3所示，本实用新型的管路上可以设置备用热源4，作为辅机循环水冷却系统出现问题或室外出现极端天气时的备用热源装置。其中的备用热源可以是对外供热热网的供水或回水、厂内供热热网的供水或回水、汽水换热器或水-水换热器及其它电加热装置等，备用热源与供暖系统连接处宜设置混水装置或温度控制调节装置。当然，备用热源也可以是其他可以使用的加热装置，备用热源的接入方式可以依据需要设置，且是本领域技术人员可以实现的。如图4所示，该管路中还可以设置循环水泵5、补水定压装置6及过滤器7。上述装置可以依据需要设置在相应位置。当供暖系统的水质、水量消耗没有保证时，利用循环水泵5、补水定压装置6，辅以水-水换热器，保证水流压力和温度。过滤装置可以用来过滤管路中的杂质。

以下为具体施工实例，并以数据说明本实用新型的发电厂辅机循环水供暖结构的效果。

辅机循环冷却水的携带热量是单纯的设备冷却放热量，如发电机的氢气冷却器、空气冷却器散发热量，冷油器、密封油冷却器、各油站、电机冷却器、轴瓦冷却水等热量。此部分热量相对比较确定，300MW机组散热量在7-10MW左右，600MW机组在13-18MW左右。这部分热量可看成冷端热源，它可绕过工业冷却水换热过程直接被利用。辅机循环冷却水系统作为闭式水系统其冬季设计的供水温度在35-38℃、回水温度在40-43℃，供回水温差8～10℃，最高回水温度不应超过45℃。

根据上面的介绍，辅机循环冷却水系统300MW机组散热量在7-10MW左右，600MW机组在13-18MW左右。如建筑供暖热指标按65W/m²计算，300MW机组辅机循环水可供10-15万平米建筑物的供暖，其循环水量在750-1075t/h；600MW机组辅机循环水可供20-27万平米建筑物的供暖，其循环水量在1397-1935t/h。

在发电厂主厂房设辅机循环水直接供暖系统，即利用辅机循环水系统所携带的热量直接对可采用低温供暖的建筑物进行冬季供暖。在辅机循环水系统冬季直接供暖中，利用氢气冷却器、冷油器、密封油冷却器、电机冷却器、轴瓦冷却水等冷却用水系统出水温度不高于45℃的特点，以调节辅机循环水流量的方式，将辅机循环水系统的出水温度控制在45℃以下、进出水温差8～10℃之间，作为低温供暖系统的供水，送入低温供暖系统。低温供暖系统有以下几种方式：地板辐射供暖方式、集中空调供暖方式和散热器系统供暖方式。地板辐射供暖方式、集中空调供暖方式在低温供暖中较为常用，散热器系统采用低温供暖因占地面积大、造价高，在设计中采用的建筑相对较少。在辅机循环水直接供暖中，辅机循环水系统与供暖系统的衔接可采用以下三种方式。

方案一：如图5流程图，对紧靠主厂房建设的综合办公楼、集中控制楼等低温供暖系统，当供暖系统的阻力小于等于辅机循环水系统上散热系统(机力通风塔或交换器)的阻力、水质有保证、水量消耗在允许范围内时，供暖系统直接由辅机循环水系统的出水管路引水，作为低温供暖系统的供水送入供暖系统，并将低温供暖系统的回水送回辅机循环水的系统的进水管路。

在供暖系统供回水管路与辅机循环水进出管路的连接处设置流量调接阀，按供暖系统供暖所需流量从辅机循环水系统提取所需水量送入供暖系统，并控制供暖系统的供回水温差与辅机循环水系统的温差保持一致。

方案二：如图6流程图，对距主厂房具有一定距离的综合办公楼、综合服务楼、宿舍楼等低温供暖系统，当供暖系统的阻力大于辅机循环水系统上散热系统(机力通风塔或交换器)的阻力、水质有保证、水量消耗在允许范围内时，供暖系统直接由辅机循环水系统的出水管路引水，作为低温供暖系统的供水送入供暖系统，并将低温供暖系统的回水送回辅机循环水的系统的进水管路，供暖系统的回水经加压、过滤后送入辅机循环水系统的供水管路。

方案三：如图7流程图，当供暖系统的水质、水量消耗没有保证时，采用小温差水-水热交换器将辅机循环水系统与供暖系统分割开，并在供暖系统上设循环水泵、补水定压装置、过滤器等设备。供暖系统的供水温度应保持在40℃以上，供回水温差可根据实际需要控制在10℃以内。

在采用辅机循环水不经提升，直接供暖的实际应用中，辅机循环水系统与供暖系统不管采用以上何种连接方式，均应在供暖系统的供水管上辅以备用热源，作为辅机循环水系统出现问题或室外出现极端天气时的备用热源。

备用热源可采用对外供热热网的供水或回水、厂内供热热网的供水或回水、汽水换热器、水-水换热器及电加热装置等，备用热源与供暖系统连接处宜设置混水装置或温度控制调节装置。

以下为利用辅机循环水供暖的造价。

在计算辅机循环水直接供暖的造价中，我们以下列数据为计算依据：建筑面积：按20000m²考虑；建筑供暖热指标：65W/m²；建筑供暖热负荷：1300000W；供暖系统：采用地板辐射供暖系统或风机盘管系统。热媒为低温热水，供回水温度按43/33℃考虑；供暖循环水量：111.8t/h；每个房间的建筑按20m²计算。

(一)地板辐射供暖每平米造价。

地暖材料：包括地暖管、保温隔热层，价格相差较大，地暖管管径有DN15、DN20、DN25等多种形式，价钱从2元/m至10元/m不等，现按管径DN20、每平米铺设5m管道，每米管道6元考虑，每平米地暖材料费需30元。

供回水联箱：价格相差较大，从300元至2000元不等，现按每套6个接口(带6个房间)600元考虑，平摊到每平米为5元。

温控器：价格相差较大，从每个80元至200元不等，现按每个200元考虑，平摊到每平米为10元。

表1：地板辐射供暖造价表

在计算地板辐射供暖每平米的造价上，我们只考虑了供暖建筑物内地面地板辐射供暖系统的造价，没有考虑室外外线管网、建筑物内供回水管网的造价，其原因如下。

对夏季设置集中空调系统的建筑物，室内集中空调系统的供回水温差一般按5℃考虑，而地板辐射供暖系统的供回水温差按10℃考虑，地板辐射供暖系统的外线管网、建筑物内供回水管网的管径小于集中空调系统管网的管径。故地板辐射供暖系统的管网可借用集中空调系统的管网。

对室内只设散热器供暖系统的建筑物，其供暖系统的供回水温差一般为25℃，管路系统与散热器的造价比为4∶6，管路系统的造价折合到每平米上约30～40元，而散热器的造价因种类繁多，折合到每平米上约30～90元不等。地板辐射供暖系统的供回水温差在10～15℃左右，因建筑物内供暖系统与散热器供暖系统相比无需众多的立管、支管，其管路系统所占的造价约为供暖系统的20％，约为每平米15～25元左右。由于供回水温差不同，地板辐射供暖系统的外线管网、建筑物内供回水管网的管径大于散热器供暖系统管网的管径，但建筑物内每平米的造价却少于低于散热器供暖系统管网15元左右。一般室外管网的造价低于室内管网的造价，考虑温差对室外管径的影响，在散热器供暖系统与地板辐射供暖系统造价的对比上，将地板辐射供暖系统管路的造价相应的提高5元，即两者的造价差为10元。

(二)辅机循环水供暖装置造价。

循环水泵装置：7万元，平摊到每平米为3.5元。

混水装置：15万元，平摊到每平米为7.5元。

全自动过滤装置：8万元，平摊到每平米为4元。

主厂房内管路附加费用：20万元，平摊到每平米为10元。

控制装置：20万元，平摊到每平米为10元。

其它费用：10万元，平摊到每平米为5元。

(1)辅机循环水供暖装置(方案一)每平米造价。

表2：辅机循环水供暖装置(方案一)每平米造价表

名称	混水装置	管路附加费用	控制装置	其它费用	总计
						造价(万元)	15	20	20	10	65
每平米造价(元)	7.5	10	10	5	32.5

(2)辅机循环水供暖装置(方案二)每平米造价。

表3：辅机循环水供暖装置(方案二)每平米造价表

(3)辅机循环水供暖装置(方案三)每平米造价.

表4：辅机循环水供暖装置(方案三)每平米造价表

名称	热交换装置	管路附加费用	控制装置	其它费用	总计
						造价(万元)	50	20	10	10	90
每平米造价(元)	25	10	5	5	45

注：热交换装置包括热交换器、循环水泵、Y过滤器、补水定压装置等。

(三)辅机循环水供暖系统的总造价。

总合以上的计算，辅机循环水供暖系统的造价见下表。

表5：辅机循环水供暖系统的造价

以下为利用本实用新型冬季供暖与其它方式的对比。

在目前发电厂的对外供热中，对外收费的标准一般是以热量的单位GJ为标准的，各地方的标准相差较大，从每GJ售价17元～80元左右不等，如按每平米建筑供暖热指标65W计算，折合每平米每小时的费用为0.004元～0.0187元。在供暖期内，供暖室外的温度每天、每小时都在发生变化，各地冬天的供暖天数也在各不相同，现我们假设在建筑供暖热指标65W的条件下，建筑物每天的供暖时间为16小时，不同供暖天数、不同地区每平米建筑物的供热费用见表6。

表6：各种不同工况下补充每平米建筑物冬季能耗所需费用(元)

通过表6可以看出：

(1)发电厂机组供热的成本或对外供热的热价越高，辅机循环水供暖节省的费用越高。

(2)发电厂所处地区冬季供暖时间越长，辅机循环水供暖节省的费用越显著。

下面我们就以2～6万平米建筑物为例，从以下几方面进行对比。

(一)与一般民用建筑地板辐射供暖的对比

在以往地板辐射供暖系统的供热热源一般采用以下方式：

(1)采用二次交换器的形式，用一次高温热水或蒸汽通过交换器加热地板辐射供暖系统的回水，使其达到地板辐射供暖系统供水温度后提供给地板辐射供暖系统。

(2)利用混水装置，将地板辐射供暖系统的回水与其它供暖系统的高温热水进行掺混，使其达到地板辐射供暖系统供水所需的温度后提供给地板辐射供暖系统。

(3)直接供暖：供暖外网提供的热源为地板辐射供暖系统所需要的热水。

对发电厂冬季供暖采用地板辐射供暖系统的建筑物，供暖热源采用辅机循环水直接供热和采用二次热交换器二次换热或混水装置相比，建筑物内供暖系统和供暖外线的初投资相同，唯一不同的是辅机循环水直接供热和采用二次热交换器或混水装置初投资之间的差别，其差别如下：

方案二与常规民用建筑采用二次热交换器二次换热比较：

(1)辅机循环水与地板辐射供暖管网接口处需增设一套备用混水装置，价约30万元；

(2)为保证辅机设备的安全运行，采用辅机循环水直接供热的供暖系统需将常规供暖系统上的除污器改成具有较高过滤效果的过滤器，造价约增加8万元；

(3)比常规民用建筑供暖系统少一套二次热交换装置，节省造价约18万元。

以上对比得知，采用辅机循环水直接供热比常规民用建筑采用二次热交换器二次换热其造价大约高出20万元。

方案二与常规民用建筑采用采用混水装置比较：

(1)辅机循环水与地板辐射供暖管网接口处需增设一套循环水装置，价约18万元；

(2)为保证辅机设备的安全运行，地板辐射供暖系统需将常规供暖系统的除污器改成具有较高过滤效果的过滤器，造价约增加8万元；

以上对比得知，采用辅机循环水直接供热比常规民用建筑采用混水装置供热其造价大约高出26万元。

(二)与一般公共建筑散热器供暖系统的对比

我们以天津北疆发电厂为例，该工程一期为2×1000MW超超临界燃煤发电机组，其厂前区和冬季可采用地板辐射供暖系统的建筑面积约4万平米，其中综合办公楼、综合服务楼、食堂等建筑面积1.1万平米，冬季采用风机盘管式集中空调系统供暖，制冷站设在主厂房内，从主厂房至综合办公楼、综合服务楼、食堂等建有独立的空调冷水管网；宿舍楼、临建区的建筑面积2.6万平米，建在综合楼的东则，冬季采用散热器供暖系统，供暖系统设计供回水温度为110/70℃的热水，实际使用温度为供水80～85℃之间、回水60℃左右。

现我们取散热器供暖系统每平米的造价85元(管路30元，散热器50元，温控阀及安装5元，合计85元)，全厂供暖热交换器造价50万元，供暖面积约5万平米，平均分摊到每平米的造价为10元，合计每平米的造价约95元。地板辐射供暖系统每平米的造价110元(管路20元、地板辐射管网90元，合计110元)，辅机循环水与低温供暖系统连接处采用方案二连接，总造价80万元，平均分摊到可采用地板辐射供暖系统4万平米，每平米的造价为20元，合计每平米的造价约130元。即在建筑物供暖系统上，地板辐射供暖系统的造价比散热器供暖系统高35元左右。

当地供暖室外计算温度-7℃，日平均温度≤5℃的天数121天，天津市的集中供热热价28元/MJ，如将这2.6万平米全部改用地板辐射供暖系统，按地板辐射供暖系统每平米造价增加35元考虑，根据附表1的计算结果，每平米建筑物冬季所节省的费用约12.68元，其回收年限2.76年。

如果将天津北疆发电厂4万平米的建筑物所有建筑条件不变，将其设在北京，其结果如何？

北京地区供暖室外计算温度-7℃，日平均温度≤5℃的天数123天，集中供热热价79元/MJ，根据附表1的计算结果，每平米建筑物冬季所节省的费用约36.38元，其回收年限0.96年。

(三)与一般公共建筑风机盘管集中空调系统供暖的对比

(1)发电厂风机盘管集中空调系统冬季采用辅机循环水供热的可行性。

对于风机盘管空调系统，《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012第5.4.1条6款中规定“对于非预热盘管，供水温度宜采用50℃～60℃”，“空调热水的供回水温差，严寒和寒冷地区不宜小于15℃，夏热冬冷地区不宜小于10℃”，以上主要是考虑热源、市政热力管网、空调末端设备名义工况等多重因素。在《实用供热空调设计手册》第26章26.2.3节中写到“一般舒适性空调水系统的冷、热水温度，可按下列推荐值采用：...。(2)热水供水温度：40～65℃；一般取60℃；供回水温度差：4.2～15℃，一般取10℃；宜加大至15℃。”在《蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组第2部分：户用及类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T18430.2-2008第4.3.1条表1中给出了由电动机驱动的采用蒸汽压缩制冷循环冷水(热泵)机组名义工况时的温度条件，详见表7。

表7：名义工况时的温度条件

从上表可以看出，热泵式蒸汽压缩循环冷水机组冬季提供给用户的热水供回水温度45/40℃。

另外，在夏季工况下，室内空气温度25℃，冷水供回水温度7/12℃，冷水的平均温度9.5℃，则水和空气的温差为15.5℃。而冬季室内空气温度20℃，热水供回水温差60/50℃，平均温度55℃，水和空气的温度差为35℃左右。因此，在不考虑湿工况的情况下，可粗略地认为冬季风机盘管的换热能力几乎是夏季的两倍。故从风机盘管角度出发，冬季热水供回水温度采用40/35℃的工况也是可行的。

在以往的风机盘管设计中，我们一般考虑热水的供回水温度为60/50℃，其温差10℃。首先，我们设热水供水温度50℃、供回水温差15℃，即回水温度为35℃。其次，我们假设热水回水温度为35℃，供回水温差10℃，则供水温度为45℃。按规程的要求，45℃的供水温度偏低，但在实际运行中，许多建筑物风机盘管集中空调系统所采用的热水供水温度均在40～45℃之间。如我公司3万平米的办公楼，冬季供暖采用风机盘管集中空调系统，冬季供暖一般工况下的供回水温度为44/40℃左右，供回水温差4℃；在室外温度低于设计工况下，供回水温度为44/38℃左右，供回水温差6℃。此空调系统已连续运行了12个冬季。再如长春市某四星级宾馆，冬季采用散热器供暖系统为主、风机盘管集中空调系统为辅的供暖方式，在室外温度-7～-9度、热水供水温度42～45℃的情况下，夜间散热器供暖系统能保证室内温度在18℃以上，开启风机盘管集中空调系统，风速设定在低档，室温可达26℃以上。

综上所述，在寒冷地区、夏热冬冷等地区，发电厂辅机循环水用于风机盘管集中空调系统的冬季采供暖是可行性的。对于寒冷地区部分室外温度相对较低的地区、寒冷地区，发电厂辅机循环水用于风机盘管集中空调系统的冬季采供暖，宜以对供热外网或厂内高温热水供暖系统的回水作为辅助加热热源或采用以散热器供暖系统、地板辐射供暖系统为主、风机盘管集中空调系统的冬季采供暖为辅的供暖方式。

(2)发电厂夏季采用集中空调系统供冷、冬季采用地板辐射供暖系统供热的效益分析

首先，在《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005第5.11.2条中规定：“严寒地区的公共建筑，不宜采用空气调节系统进行冬季采暖，冬季宜设热水集中采暖。对于寒冷地区，应根据建筑等级、采暖期天数、能源消耗量和运行费用等因素，经技术经济综合分析比较后确定是否另设置热水集中采暖系统。”

在寒冷地区和部分严寒地区的公共建筑物，一般夏季采用集中空调系统供冷、冬季采用地板辐射供暖系统或散热器供暖系统供热，而一般性住宅类建筑物夏季多采用分体式空调或户式多联机式空调装置，采用集中式空调系统供冷的建筑物较少。

对严寒地区，按照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求，如公共建筑物夏季设置集中空调系统供冷，其冬季也应采用地板辐射供暖系统或散热器供暖系统供热。在前面我们已将地板辐射供暖系统或散热器供暖系统进行了对比，在此不作进一步的论述。

在寒冷地区地区的公共建造贮物，如夏季采用集中空调系统供冷、冬季采用地板辐射供暖系统或散热器供暖系统供热，因冬季省去了风机运行所消耗的电量，其运行费用较单纯集中空调系统供暖要低，但初投资较高，运行节省下来的钱很难抵消初投资所增加的费用。如果我们将发电厂辅机循环水用于冬季地板辐射供暖系统独立供暖，其经济效益将如何哪？下面我们就对其进行分析。

前面提到的天津北疆发电厂，其综合办公楼、综合服务楼、食堂等建筑面积1.1万平米，冬季采用风机盘管式集中空调系统供暖，在主厂房内设有汽-水式冬季供暖用换热器作为集中空调系统供暖，一次热源为0.4MPa饱和蒸汽，二次热源为60/50℃热水，设备造价约40万元；其它建筑物均采用散热器供暖系统。当地供暖室外计算温度-7℃，日平均温度≤5℃的天数121天，天津市的集中供热热价28元/MJ，如将这4万平米全部改用地板辐射供暖系统，按地板辐射供暖系统每平米造价90元、辅机循环水供暖装置按方案二考虑，其造价80万元，减去原集中空调系统用汽-水式换热器50万元，辅机循环水供暖装置增加的造价为30万元，平摊到4万平米的建筑物中，每平米造价7.5元，地板辐射供暖系统每平米总造价为97.5元，根据附表1的计算结果，每平米建筑物冬季所节省的费用约12.68元，其回收年限7.69年。

从上面的计算结果看，回收年限7.69年有些过长。故对北疆发电厂来说，综合办公楼、综合服务楼、食堂等设有风机盘管式集中空调系统的建筑物，冬季采用地板辐射供暖系统总体来说回收年限过长。所以，冬季它适合采用供回水温度45/35℃的风机盘管式集中空调系统供暖。

如果将天津北疆发电厂综合办公楼、综合服务楼、食堂等设有风机盘管式集中空调系统的建筑物的所有建筑条件不变，将其设在北京，其结果如下：

北京地区供暖室外计算温度-7℃，日平均温度≤5℃的天数123天，集中供热热价79元/MJ，根据附表1的计算结果，每平米建筑物冬季所节省的费用约36.38元，其回收年限2.82年。因此，对北京地区的发电厂来说，综合办公楼、综合服务楼、食堂等设有风机盘管式集中空调系统的建筑物，冬季采用地板辐射供暖系统是比较合适的，它可以省去风机盘管供暖的耗电量。

在风机盘管冬季使用低温热水供暖中需注意以下几点：

(1)风机盘管的标准工况

在GB/T19232-2003《风机盘管机组》供热工况性能试验中规定的工况为：风机转速→高档，供水温度→60℃，进口空气干球温度→21℃，风机盘管机组制热量的修正按下表8及表9取值：

表8：变工况供热量修正系数

干球温度	18℃	19℃	20℃	21℃	22℃	23℃	24℃
								修正系数	1.08	1.05	1.02	1	0.97	0.94	0.92

表9：变工况供热量修正系数

型号	FP-34	FP-51	FP-68	FP-85	FP-102	FP-138	FP-170	FP-204	FP-238
										中档	0.82	0.82	0.80	0.81	0.81	0.81	0.82	0.82	0.81
低档	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6

如果我们在设计中取室内设计温度21℃，热水供水温度45℃，在设备选取时应按风机盘管相关的修正公式对其制热量进行修正，如按上表进行修正，推算修正后的系数为0.75。

(2)风机盘管送风口的形式

风机盘管送风口的形式取决于风机盘管的形式，大致考分为以下几种，请参见表10：

表10：风机盘管送风口的形式

不管送风口的形式采用何种方式，因在辅机循环水直接供热上，我们利用的是供热温度较低的低温热水，风机盘管送风的出风方向不宜直接吹向人员长期停留区域，以避免吹冷风的现象发生。

(3)风机盘管系统管路的选取：

因冬季采用低温热水供暖，在风机盘管系统管路的选取上，宜对夏季、冬季管网内的水的流量进行核算，按流量大的工况选取系统的管径。

综上所述，在发电厂将辅机循环水直接其作为冬季低温供暖系统的热源，其方案是可行的，也是节约能源的一种有效方式。因此，在寒冷、严寒地区的发电厂，其厂前区、附助建筑等能采用低温供暖的建筑物，应首先考虑采用利用辅机循环水直接其作为冬季低温供暖系统的热源。

辅机循环水作为热源可直接服务的低温供暖系统包括风机盘管系统、全空气式空调系统、地板辐射供暖系统等供水温度在45℃以下(包括45℃)的供热系统。其中风机盘管系统、全空气式空调系统的供水温度宜控制在42～45℃之间，地板辐射供暖系统供水温度宜控制在35～45℃之间。

在冬季利用辅机循环水作为低温供暖系统的热源，首先应通过调节循环水的流量，使其通过各散热设备的循环水的出水温度控制在45℃以下，进出水温差控制在8～10℃以内。

在寒冷或严寒地区，冬季利用辅机循环水其作为低温供暖热源时，应伴有辅助或备用加热热源。

当发电厂具有两台或两台以上以上机组时，宜将两台机组的辅机循环水管网通过连通管并联在一起，以备调节及互为备用。

当冬季辅机循环水所携带的热量不能被供暖系统全部利用时，应考虑其循环水自冷却部分的防冻问题。

因地板辐射供暖具有节省空间站地、初投资适中、使用寿命长、散热效果好、人体的舒适感好、节能、运行费用低、基本不用维护等特点，最适宜冬季利用发电厂辅机循环水作为低温供暖系统热源的供暖，其次是集中空调系统，而散热器供暖系统因供水温度低、供回水温差小，势必会造成系统庞大、造价高、占地空间大等不利因素，不宜过多或大面积使用。

发电厂辅机循环水因出水温度可全年恒定在不超过45℃的范围内，完全具有直接利用的价值，在各类发电厂的设计中应给于其作为冬季低温供暖系统的热源。

Claims

1.一种发电厂辅机循环水供暖结构，发电厂包含辅机循环水冷却系统，其特征在于：该辅机循环水冷却系统通过管路与供暖系统相连接；

其中，辅机循环水冷却系统包含进水管路和出水管路，供暖系统包含供水管路和回水管路，辅机循环水冷却系统进水管路与供暖系统回水管路连接，辅机循环水冷却系统出水管路与供暖系统供水管路连接，使辅机循环水冷却系统与供暖系统形成余热利用的循环系统。

2.如权利要求1所述的发电厂辅机循环水供暖结构，其特征在于：该供暖系统为地板辐射供暖系统或集中空调供暖系统。

3.如权利要求1所述的发电厂辅机循环水供暖结构，其特征在于：该辅机循环水冷却系统进水管路与供暖系统回水管路连接处设压力平衡装置，辅机循环水冷却系统出水管路与供暖系统供水管路连接处设置流量调节阀。

4.如权利要求1所述的发电厂辅机循环水供暖结构，其特征在于：该管路设置备用热源。

5.如权利要求4所述的发电厂辅机循环水供暖结构，其特征在于：该备用热源为对外供热热网的供水或回水、厂内供热热网的供水或回水、汽水换热器或水-水换热器或电加热装置。

6.如权利要求1所述的发电厂辅机循环水供暖结构，其特征在于：该管路设置循环水泵、补水定压装置及过滤器。