1 引言
在火力发电厂中，热水系统的稳定运行，对现场机组供冷系统及员工生活用水，起到至关重要的作用，系统运行参数的稳定，热水型溴化锂机组安全稳定投入，可确保全厂供冷系统的稳定供应，对降低厂用电率运行方式的灵活调节启到关键作用。厂前区空气能热水机组与热水循环机组相互备用，根据生活热水需求变化灵活切换，确保宿舍生活热水全天候无间断供应。
2 系统意义
首先，我国大部分重型燃机电厂根据不同季节环境温度的变化，全厂需求的冷负荷会出现较大波动，特别是夏季冷负荷需求较大的季节，高耗电的风冷冷水机组大负荷供冷运行一定程度上会影响厂用电率的优化，对能源是一种浪费，在冷负荷100%供应情况下，热水型溴化锂机组的耗电约为风冷冷水机组的1/4，因此，溴化锂机组的稳定运行，对电厂提质增效，节能降耗将起到至关重要的作用。
其次，电厂生活区职工用热水系统稳定运行，直接关系到职工用水安全及生活幸福指数，为确保生活用热水全天不间断供应，一种新型热水供应系统的配置，将充分考虑职工生活诉求，结合现场生产系统优化设计，空气能热水机组与热水循环机组的相互备用设计，在满足生活热水不间断的同时，实现系统经济稳定运行的最优化。
3 系统概况
3.1 系统组成
全厂热水系统水源来自余热锅炉凝结水加热器进行换热，通过一次热水泵与水-水管式换热器一次热水侧闭式循环，水-水管式换热器二次热水侧通过二次热水泵与热水型溴化锂机组热水系统及生活区热水循环机组一次热水侧闭式循环，1台100%热水型溴化锂机组与2台50%风冷冷水机组相互备用来供应全厂冷冻水系统，生活区空气能热水机组与热水循环机组相互备用来供应生活区热水系统。
3.2 系统功能
余热锅炉一次热源水侧与溴化锂机组用户侧之间设计的二次换热系统，可通过二次换热，将热源水1.6MPa/160℃等级热源水换热至参数为0.8MPa/120℃等级用户末端所需热水，且可在各自运行参数系统中安全稳定闭式循环，溴化锂机组与风冷型冷水机组相互备用，可在不同季节环境温度变化，需求冷负荷波动大的情况下，从节能降耗的角度灵活切换，以实现最优的系统运行状态，生活区空气能热水机组与热水循环机组根据不同阶段用水需求，无间断切换，确保生活用热水安全稳定供应。
图1 二次换热系统平面图
4 系统的研究及应用
4.1 系统案例分析
在系统优化前，余热锅炉一次热源水直接供应用户末端溴化锂机组，中间无二次换热，且一次热源水系统设计参数（1.6MPa&160℃）与二次热水侧设计参数（0.8MPa&120℃）并不处于同一等级，旁路通过一组调节阀组调节温度和压力，但无法根据所需温度自动调节，期间系统经过多次调试，到达用户末端的热水屡次出现超温超压状态，导致用户侧热水循环泵泵壳因超温超压而裂开，无法确保系统安全稳定运行，溴化锂机组无法正常投入，全厂供冷系统长期依靠高耗电的风冷冷水机组维持供应，一定程度上造成能源浪费，不利于降低电厂的厂用电率。
4.2 系统的研究
火力发电厂从能源综合利用来分析，相关人员需要做好系统的整体设计，才能保证后续的工作，效率更高，指标更优，生产区二次换热系统的设计，不仅要兼顾一次热源水侧及用户末端在各自运行参数下安全稳定运行，还应考虑在满足系统最大的热水换热能力情况下，设备最优选型及较低投资成本。
技术人员在设计过程中，需要采集一次热源水系统设计最大压力及温度，结合二次热水侧溴化锂机组所需热水参数，选型换热效率更高的水-水管式换热器及对应的热水循环泵和阀组，利用生产现场现有的场地条件，选择最优的管道及设备布置方案；系统设计两台热水循环泵分别与两台余热锅炉热源水系统在不影响机组正常运行的基础上闭式循环，两台泵出口通过联通管连通可根据两套机组的运行情况实现相互切换备用，换热器一次侧和二次侧设计参数分别与一次热源水和用户侧相吻合，确保换热器能够同时满足两种不同运行参数的系统下高效换热。
高温侧利用原系统尾部烟气换热器供回水管路，两台机尾部烟气换热器出水管汇合成一根母管后进入外置式水-水换热器换热后经变频回水升压泵回到尾部烟气换热器回水管路。水-水换热器入口母管管路上设置一个安全阀，换热器入口两根支管上分别设置一个手动截止阀，换热器出口支管管路上分别设置一个变频回水升压泵组，两台泵出口设置一联络管路，两台泵互为备用。
低温侧保留原系统的一台机的回水至供水旁路管道上的调节阀组，用于自动调节低温侧水的温度。在水-水换热器入口管路上设置一个电动截止阀，出口管路上设置一个电动可调截止阀。在去往暖通溴化锂制冷机组入口的总管上设置一个安全阀。
生活区热水系统的设计需重点考虑生活热水温度恒定的稳定供应，还需考虑机组停运期间，生活热水不间断的正常供应，设计一套与原有热水循环机组并联的空气能热水机组，并配备单独的热水箱，一套水箱液位控制系统自动控制水箱水位在合理高度，并实现自动补水；一套水箱温度控制系统联动水箱热水温度，自动控制空气能机组的启停，热水进回水管连接至原有系统的进回水管，中间通过隔离阀实现自由隔离切换。
4.3 系统的应用
全厂暖通供冷系统配备一套100%热水型溴化锂机组及两台50%风冷冷水机组，根据当地的气候变化，在冬季，全厂需求冷符合处于最低位，约设计符合的1/5，只需启动一套风冷冷水机组的其中一台压缩机即可满足全厂供冷需求，生活区热水供应依靠空气能热水机组仍可满足员工用水需求，此阶段全厂暖通供冷系统及生活热水系统的运行方式，耗电量同样处于较低位。
在夏季，全厂生产及生活用冷需求处于全年最高位，100%的冷负荷两套风冷冷水机组共6台压缩机同时投运的耗电量约溴化锂机组的4倍，因此，从节能降耗的角度考虑，需要投运制冷效率更高、更省电热水型溴化锂机组，一次热水侧启动运行机组一次热水通过水-水管式换热器进行闭式循环换热，在大部分热水供应溴化锂机组的同时，可顺带其中小部分流量热水供应生活区热水循环机组进行二次换热，这样的系统运行方式既在满足最大需求冷负荷下供冷设备的最优运行方式，也可确保生活区稳定热水供应情况下，最优的热水机组运行方式。
5 结束语
目前，我国各行各业都在走高质量发展道路，在火力发电厂未来的发展规划中，节能降耗将是其发展的重要一环，新型热水系统的配置及优化运行，既可在不同的气候条件选择灵活切换选择最优的系统运行方式，降低厂用电率，也可在确保全厂热水及供冷安全稳定供应的同时，减少能源消耗，实现全厂热水系统的安全化。经济化及高效化管理，为公司节能环保高质量发展起到很好推动作用。
参考文献
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作者简介：
朱俊超（1989-），男，华电福新广州能源有限公司，动力工程，广东广州，511340.