该项目共选用 5 台变压器： 主配 电 室 选 用 SCB10 - 10 / 0. 4 kV - 800 kVA， A 锅炉房
图 1 总、 分配电室与锅炉房相对位置示意图 Fig. 1 Relative positions among a main distribution room，
a branch distribution room and boiler rooms
外网软化水补水泵
0. 55 2 台 （1 用 1 备， 变频）
380
锅炉房 “煤改电” 的可行性和成效分析* （李玉幸 狄彦强 刘芳 狄海燕）
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２ ０１ ５ 年 第１ １ 期 ELECTRICITY
配电室进行总计量。 总分配电室平面布置图如图 2、 图 3 所示。 2. 3 自控系统设计
摘 要： 介绍某燃煤锅炉改造为电锅炉项目的供
配电设计及控制系统设计； 对电锅炉耗电量进行计算分
析以说明电锅炉的优势。
关键词： 燃煤锅炉； 电锅炉； 供配电设计； 控制
系统设计； 耗电量； 计算分析； 用电负荷； 煤改电
中图分类号： TU833 + .1
文献标识码： A
doi： Leabharlann 0. 3969 / j. issn. 1003 - 8493. 2015. 11. 005
电锅炉采暖以其安全、 环保、 便于调节的特性， 日益受到人们的重视。 “移峰填谷” 是当前提高用电 效率的主要方法之一， 所谓 “移峰填谷” 是电力供应 所面临的电网电力不平衡、 峰谷差大的局面日趋严 重， 夜间负荷率低， 而白天高峰段电力又严重不足， 把电量从用电高峰 “卸载” 到低谷就是移峰填谷。 电 锅炉供热具有显著的调峰填谷效应， 能充分利用国家 给予的优惠用电政策， 使电力生产企业和用户之间都 获得相应的效益。 推行 “煤改电” 工程是一个崭新的 理念， 是与现代技术的科学结合。 利用廉价的深夜低 谷电， 配上蓄热水箱， 将夜间加热的水储存起来供白 天使用， 可大大降低运行成本， 对提高电网负荷率和 合理利用电力资源意义重大。
supply system of an electric boiler
项目
阀门 编号
23： 00 ~ 7： 00 锅炉供热、 水箱蓄热
7： 00 ~ 23： 00 水箱供热
锅炉运行状态
—
开启
关闭
蓄热水箱蓄热出水阀门 V1、 V5
开
关
蓄热水箱蓄热回水阀门 V2、 V6
开
开
蓄热水箱供热出水阀门 V3、 V7
考量， 决定在距离新建分界室 150 m 的 B 锅炉房建立
总配电室， 距离分界室较远的 A 锅炉房建分配电室
与一台箱变为 A 锅炉房设备配电。 总配电 室 面 积 约 为 155. 21 m2， 分 配 电 室 面 积 为
99. 55 m2。 由 新 建 电 缆 分 界 小 室 引 两 路 10 kV 电 源 向 A、 B 锅 炉 房 用 电 设 备 供 电， 两路电源同时运行， 高压设置母联。 总、 分配电室与就近锅炉房相对位置 示意图如图 1 所示。
0 引言
近年来， 全国多处多次发生大面积、 持续性的雾 霾天气。 在北京， 冬季采暖燃煤排放占大气污染总排 放的 16. 7 %， 是造成北京雾霾天气的重要原因之一， 现有的燃煤锅炉供热系统供热温度低， 效率差， 污染 严重， 并且已经出现供热缺口， 供热热源亟待解决。
本文对北京某既有燃煤锅炉房改造为电锅炉的项目进 行分析研究， 为以后同类项目的改造提供参考。
Abstract： The power supply & distribution design and control system design of the coal-to-electricity project are introduced through upgrading a coal boiler to an electric boiler， and advantages of the electric boiler are reflected through calculation and analysis on the power consumption of the electric boiler.
1 燃煤锅炉房改造为电锅炉房的必要性
燃煤锅炉排放大量污染物， 对环境危害极大， 解 决燃煤锅炉房的污染物排放问题是我国环境污染治理 的关键。 虽然以天然气作为主要清洁能源可有效地缓解 环境压力， 但北京的天然气消费情况远超国家规划， 将 面临供气严重不足的矛盾， 且天然气价格存在大幅上 涨的压力， 这也进一步限制了 “煤改气” 的推进步伐。
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２ ０１ ５ 年 第１ １ 期 ELECTRICITY
锅炉房 “煤改电” 的可行性和成效分析*
李玉幸 狄彦强 刘 芳 狄海燕 （中国建筑科学研究院中国建筑技术集团有限公司， 北京市 100013） Analysis on Feasibility and Effect of Coal - to - electricity Project for Boiler Rooms * LI Yuxing DI Yanqiang LIU Fang DI Haiyan （China Building Technique Group Co.， Ltd.， China Academy of Building Research， Beijing 100013， China）
Key words： coal boiler； electric boiler； power supply & distribution design； control system design； power consumption； calculation and analysis； power load； coal-to-electricity
2 燃煤锅炉房的改造设计
2. 1 工程概况
本项目为北京石景山区某集中采暖项目， 总供
热 面 积 4. 04 万 m2， 共 有 2 个 锅 炉 房 ， 分 别 为 公 寓
（供 热 面 积 2. 6 万 m2） 及 仓 储 公 司 供 热 （ 供 热 面 积
1. 44 万 m2）。 为公寓供暖的锅炉房 （称为 A 锅炉房）
长 11. 00 m， 宽 9. 05 m。 为 仓 储 公 司 供 暖 的 锅 炉 房
（称为 B 锅炉房） 长 18. 7 m， 宽 8. 3 m。
锅炉房内设备如表 1 所示。
2. 2 供配电设计
由于受其周边住宅楼、 原有箱变、 电线杆及消防
疏散通道的限制， 没有足够空间新建一个大型变配电
所向 A、 B 两个锅炉房供电。 经过对现场环境的反复
表 1 锅炉房内设备表 Tab. 1 Equipments in a boiler room
名称
常压电阻式热水锅炉 常压电阻式热水锅炉
一次侧热水泵
功率 / kW
1 400 700 15
数量
2台 1台 3 台 （2 用 1 备）
工作电压 /V
380 380 380
D， yn11， Uk% = 4 干式变压器 2 台； 分配 电室选用 SCB10 - 10 / 0. 4 kV - 2000kVA， D， yn11， Uk% = 6 干 式 变 压 器 2 台 ； 箱变内选用 SCB10 - 10 / 0. 4 kV - 1 000kVA，
循环泵开启的台数和转速由回水温度设 定值与二次回水温度的差值来决定。 当二次 回水温度低于回水温度设定值时， 需要增大 循环泵的开启数； 反之， 则相反。 回水温度 设定值根据室外天气来确定， 当天气冷时， 回水温度设定值应该小些， 这样可以使大量 热量留在用户里。
2. 3. 3 电锅炉运行工况 电锅炉蓄热 / 供热系统运行工况表 （见表 2）。 B 锅炉房控制原理图如图 4 所示， A 锅炉房与 B
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改造目标如下： a. 减 少 污 染 物 的 排 放 ， 提 高 供 热 系 统 供 热 温 度、 效率。 b. 锅炉房内实现智能化控制， 提高系统运行的 灵活性、 安全性与可靠性。 c. 利 用 电 网 低 谷 电 储 热 ， 削 峰 填 谷 ， 平 衡 电 网， 提高电网的利用率。 d. 将锅炉房建设为现代化的清洁车间形式， 告 别传统锅炉房脏、 乱、 差的形象。
*： 中国 建 筑 科 学 研 究 院 2015 年 青 年 科 研 基 金 课 题 ， 课 题 名 称 ： 基 于 物 联 网 技 术 的 建 筑 能 源 监 控 管 理 平 台 设 计 研 究 ， 项目编号： 20151802331030091； 中国建筑科学研究院 2014 年青年科研基金课题， 课题名称： 三维热管热交换器用 于空调热回收的工作特性研究， 课题编号： 20141802331030093； 中国建筑科学研究院 2013 年院应用基金课题， 基 金名称： 北方地区低能耗建筑集成技术体系研究与工程示范， 项目编号： 20131802330730045。
换热站控制基本原理就是随着热用户温度和回水 压力的变化， 自动控制调节阀开度和循环泵、 补水泵转速， 达到恒温恒压的控制要求， 同 时对系统进行联锁保护。 2. 3. 1 二次供水温度的调节
根据当地的气候条件及供热对象的特性， 给出一条室外温度及自然时间与二次供水温 度之间的对应曲线， 按此曲线自动设定供水 温度； 按照供水温度设定值进行恒温控制。 其主要功能是通过对二次供热系统的温度检 测、 分析， 算出最佳的供水温度， 通过调节 一次管网流量， 使二次供水温度接近于设定 值。 这样在供热系统满足用户需求量的前提 下， 保证最佳工况。 2. 3. 2 循环泵控制