集中供暖多熱源聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)分析

劉 翠 霞

(太原市熱力公司，山西 太原 030024)

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集中供暖多熱源聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)分析

劉 翠 霞

(太原市熱力公司，山西 太原 030024)

通過對多熱源聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)穩(wěn)定、節(jié)能、經(jīng)濟等特征分析，闡述了多熱源聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究及運行的重點，提出了多熱源聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行中存在的一些難點以及需要重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

集中供暖，多熱源，供熱系統(tǒng)，節(jié)能

0 引言

現(xiàn)階段，我國逐步開展了“三步節(jié)能”活動，而對于供熱行業(yè)來說，集中供暖所消耗的能源量最多，并且表現(xiàn)出了逐年增加的發(fā)展態(tài)勢。因此，如何在熱源方面來減少集中供熱對于能源的消耗量，成了社會普遍關(guān)注的問題。在此背景下，多熱源聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開始不斷的被推廣。在一些供熱技術(shù)相對發(fā)達的國家，早在20世紀(jì) 70年代左右就開始推廣多熱源聯(lián)網(wǎng)的集中供熱運行模式。其中垃圾焚燒企業(yè)及熱電企業(yè)共同來承擔(dān)供熱所需的基本負(fù)荷，而由鍋爐來承擔(dān)供熱峰值時的負(fù)荷，從而使熱電企業(yè)、垃圾焚燒企業(yè)以及鍋爐房聯(lián)合、協(xié)同的完成整個供熱過程。我國城市在集中供熱的技術(shù)規(guī)劃里也強調(diào)，如果城市中有多種供熱手段，應(yīng)逐步地實施多熱源供熱模式，并不斷的完善多熱源聯(lián)網(wǎng)工藝。并且，我國北京、沈陽等多個城市基本上完成了多熱源聯(lián)網(wǎng)集中供熱系統(tǒng)的改造。

1 多熱源聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)的特征

1.1 系統(tǒng)穩(wěn)定

經(jīng)過不同的多個熱源連結(jié)而成的多熱源供熱聯(lián)網(wǎng)體系，在系統(tǒng)的使用過程中不同的熱源是存在互為備用的聯(lián)系。如果單個熱源亦或供熱主干線出現(xiàn)一定的故障，也不會對整個供熱系統(tǒng)帶來較大的影響，同樣可以保障系統(tǒng)的正常功能，并能夠盡量的減少因系統(tǒng)故障對用戶產(chǎn)生的不利影響。同時，采用多熱源聯(lián)網(wǎng)運行，其環(huán)狀管網(wǎng)所擁有的摩阻系數(shù)相對小，不同熱力站自用壓頭要相對大，使供熱系統(tǒng)的整體壓力更具有穩(wěn)定性。

1.2 系統(tǒng)節(jié)能

采用多熱源供熱方式，其基礎(chǔ)熱源來承擔(dān)相應(yīng)的基本熱負(fù)荷。如果此時熱源無法達到熱負(fù)荷需求，系統(tǒng)就會啟動調(diào)峰熱源，使其承擔(dān)峰值熱負(fù)荷。采用此種工藝技術(shù)，可以使低能耗量的熱源盡可能的達到滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，從而減少了高能耗量熱源開啟的時長，進而減少了系統(tǒng)運行的總能耗數(shù)量。

1.3 系統(tǒng)經(jīng)濟

采用多熱源聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠有效的減少系統(tǒng)中備用設(shè)備的數(shù)量，并能夠減少供熱管道的敷設(shè)數(shù)量，從而使得系統(tǒng)建設(shè)時的資金投入減少。而通過對各個熱源進行科學(xué)的安排，可以讓熱源與相關(guān)設(shè)備盡可能的以高負(fù)荷運轉(zhuǎn)，從而使系統(tǒng)的效率得以有效提升，也會顯著的減少系統(tǒng)在運行過程中的成本投入。

1.4 系統(tǒng)可擴

隨著城市化進程的不斷加快，導(dǎo)致很多地方出現(xiàn)之前供熱網(wǎng)絡(luò)不能達到城市發(fā)展的現(xiàn)實要求，并出現(xiàn)了擁有熱源但供熱網(wǎng)絡(luò)不能擴建的問題。不過我們又必須在之前的供熱區(qū)域再擴增供熱范圍，那么采取多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱所具有的可擴特征就表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢?？刹捎迷谇‘?dāng)?shù)牡攸c對供熱系統(tǒng)再設(shè)置相應(yīng)的調(diào)峰熱源，同時將目前的供熱網(wǎng)絡(luò)實施一定的改建，使之形成多熱源聯(lián)網(wǎng)的供熱系統(tǒng)。

2 多熱源聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究及運行的重點分析

2.1 觀念上的難度

在西方發(fā)達國家，較早就出現(xiàn)了多熱源聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。而國內(nèi)則是近期內(nèi)由于之前供熱管網(wǎng)改造出現(xiàn)一定的困難，加之能源的短缺，才開始逐步的關(guān)注多熱源聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探索與研究。多熱源聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中涉及的理論相對簡明，不過現(xiàn)實的運行及調(diào)控是非常困難的。其不僅將不同的熱源安置在之前的系統(tǒng)之中，還需要通過采取調(diào)速手段、計算機技術(shù)以及信息通訊手段等多方面加以控制。以上問題均讓我們在觀念上產(chǎn)生了一定的誤區(qū)，讓我們感覺多熱源聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有很大的實施難度，很難實現(xiàn)。

2.2 基礎(chǔ)熱源與調(diào)峰熱源之間的調(diào)度

在多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)中，熱電廠不能是僅有的熱源，在系統(tǒng)中必須設(shè)置相應(yīng)的調(diào)峰熱源。在多熱源供熱體系中，熱源所承擔(dān)的功能和獨立熱源供熱系統(tǒng)中熱源所承擔(dān)的功能具有差異性，其不僅具備供熱的功能性，而調(diào)峰熱源在停運情況下是承擔(dān)了熱用戶的功能。在多熱源聯(lián)網(wǎng)供暖體系中，熱源的開啟和停用是依據(jù)整個系統(tǒng)中的熱負(fù)荷來決定的，也和室外的溫度波動存在很大的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)處于供熱的開始階段與即將結(jié)束階段，室外的溫度相對要高，整個供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷相對較小。這一階段內(nèi)，通常僅需啟動基礎(chǔ)熱源就能滿足熱負(fù)荷要求。而室外溫度持續(xù)下降過程中，整個系統(tǒng)所承擔(dān)的熱負(fù)荷不斷的升高，如果基本熱源均已開啟，且依然不能達到供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷要求，就應(yīng)當(dāng)逐一的啟用調(diào)峰熱源，這一階段內(nèi)基本熱源處于滿負(fù)荷運行狀態(tài)。而相對的調(diào)峰熱源則承擔(dān)著由于外界溫度改變所增加的熱負(fù)荷。而在這一過程中，調(diào)峰熱源開啟的切入點控制就顯得尤為重要。

2.3 水的交匯點的作用

在多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)中，供熱管網(wǎng)的水力交匯點也被叫做是壓力平衡位置。也就是說，在此位置處兩側(cè)水流所形成的壓力值一致，是處于靜止?fàn)顟B(tài)的。在供熱管網(wǎng)的流量分布中，其水流量是由熱源位置開始在沿途不斷的減小，而在水力交匯點處的水流量值是最小的。在多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱管道里，水力交匯點不止是一個，其數(shù)量和熱網(wǎng)的回路數(shù)相關(guān)，也和熱源數(shù)目、布局及系統(tǒng)容量等相關(guān)。水力交匯點起到了區(qū)分各個熱源所供熱的范圍。當(dāng)水利交匯位置發(fā)生改變，不同的熱源流量分配也會隨之出現(xiàn)變動。所以，其對熱源的調(diào)配有很大的指示性作用。

2.4 補水定壓點的確定

在確定補水定壓位置時，應(yīng)當(dāng)明確的是補水定壓點位置是唯一的。如果存在多處定壓點，將導(dǎo)致供熱系統(tǒng)出現(xiàn)壓力混亂的問題，從而無法達到所設(shè)定的系統(tǒng)運行中的各項要求。如果補水定壓點明確之后，系統(tǒng)中其余的定壓補水設(shè)備均應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換成定量補水的模式下運行，來承擔(dān)供熱系統(tǒng)中的基本補水需求。而定壓補水點的設(shè)備則采取定壓的方式完成對系統(tǒng)的補水量控制，以達到供熱系統(tǒng)定壓補水要求。

2.5 循環(huán)水泵的選取

在選取基礎(chǔ)熱源所使用的循環(huán)水泵時，要可以達到供熱系統(tǒng)運行的最開始階段以及結(jié)束階段供整個系統(tǒng)水量的需求。對于調(diào)峰熱源的循環(huán)水泵選用，不僅要達到調(diào)峰熱源均開啟時系統(tǒng)所需要的水流量要求，同時要達到主熱源發(fā)生故障時供熱系統(tǒng)所需的水流量要求。多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱中，在不同的工作狀況之下，不同的熱源所要求的水流量有所差異。所以，在選用循環(huán)水泵時，應(yīng)當(dāng)盡量采用變速水泵。但是變速水泵所需的資金投入相對要多，所以在不同的熱源處也應(yīng)選取一些不同型號的定速水泵以備用，這樣就可以降低成本的投入，也可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行的節(jié)能化。

2.6 工況運行調(diào)節(jié)

對于多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱來說，其工況調(diào)節(jié)主要涉及到水力工況的調(diào)節(jié)以及熱力工況的調(diào)節(jié)。對于水力工況調(diào)節(jié)，是使用戶出水流量可以符合設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)水量要求。在系統(tǒng)的運行中，對水力工況調(diào)節(jié)可劃分成不同用戶獨立閉環(huán)調(diào)節(jié)、不同熱源循環(huán)水泵調(diào)節(jié)以及主干管道中的閥門調(diào)節(jié)。熱力工況調(diào)節(jié)則是使系統(tǒng)處于不同的工況下，均達到熱量平衡的目的。其是采取調(diào)控基礎(chǔ)熱源所供應(yīng)的熱量、調(diào)節(jié)加熱設(shè)備功率以及調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速等來保障供熱系統(tǒng)中熱源間供水、回水溫度穩(wěn)定。

3 結(jié)語

多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)是由兩個或多個熱源構(gòu)成，而給用戶供熱的系統(tǒng)。其是在確保熱用戶所接受供熱品質(zhì)達到標(biāo)準(zhǔn)的條件下，來對不同的供熱源進行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)控。多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢，但在其系統(tǒng)運行中也存在相對大的操控難度。因此，需要我們對多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)的運行加以分析與梳理，掌握多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)運行中的技術(shù)要點，才可以更好的發(fā)揮多熱源聯(lián)網(wǎng)模式的功能。

[1] 方 箏,張曉松,李繁蕾,等.多熱源聯(lián)網(wǎng)運行集中熱網(wǎng)水力工況分析案例[J].區(qū)域供熱，2016(2)：80-81.

[2] 李庚生，高少東，趙振虎，等.天津市熱電聯(lián)產(chǎn)多熱源聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及運行實例[J].區(qū)域供熱，2016(3)：50-53.

[3] 趙振華.集中供熱系統(tǒng)運行管理與節(jié)能探討[J].供熱制冷，2015(3)：107-109.

Analysis on multi-heat source networking operation system of centralized heating

Liu Cuixia

(TaiyuanThermalPowerCorporation,Taiyuan030024,China)

Through analyzing multi-heat source networking operation system features, such as stable, energy saving and economic etc., the article describes research and operation points of multi-heat source networking system, and puts forward multi-heat source networking operation difficulties and key points.

centralized heating, multi-heat source, heating system, energy saving

1009-6825(2016)31-0134-02

2016-08-25

劉翠霞(1983- )，女，工程師

TU833

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