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集中供暖多热源联网运行系统探讨

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李贵生

[导读] 摘要：多热源联网技术是为节约能源、降低系统运行成本、提高经济效益，在综合运用水泵调速技术和控制技术的基础上发展起来的一项先进的热水管网运行技术。

        济源市城市供热有限责任公司河南济源 459000
        摘要：多热源联网技术是为节约能源、降低系统运行成本、提高经济效益，在综合运用水泵调速技术和控制技术的基础上发展起来的一项先进的热水管网运行技术。我国的集中供热由于起步较晚。随着城市化进程的不断加快，多热源联网供热系统得到了人们的广泛关注，本文就该系统的运行特点进行分析，并对运行重点进行深入的探讨。
        关键词：集中供暖；多热源；供热系统；节能实现
        能源结构转型，促进清洁能源高效开发利用，是“十三五”期间我国能源产业改革发展的重点。京津冀协同发展座谈会上习近平总书记提出，京津冀三地发展的协同性目标包括城市形态布局的完善、建设和发展，这是发挥示范作用的需要，是在国内建设生态文明的重要路径，更是协调经济、人口、环境、资源的关键内容，是国家层面发展的关键战略。能源结构转型强调绿色低碳。能源服务公司需向提供清洁能源服务方向转变，形成新的发展模式，在提高用户能源利用效率的同时，形成新的保障能力。因此，供热企业建设、优化多热源联网的供热体系尤为重要和迫切。
        一、研究意义
        在多热源联网水力计算上，哈尔滨建筑大学的贺平教授和孙刚教授提出了多热源联合供热系统管网设计原则，清华大学石兆玉教授提出了环形管网的水力计算方法，中国工程院江亿院士对多热源联网供热的水力优化调度和管网可及性进行了研究。如果把单热源供热系统改造为多热源联网系统，由主热源担负基础热负荷，尖峰热源承担尖峰热负荷，这样不但可以减少庞大设备的数量进而减少初投资，还可以使更多的设备在满负荷下高效运行，尤其是在清洁供热的时代背景下，若能让热电联产、工业余热等清洁热源承担基础负荷，燃煤或燃气锅炉承担尖峰负荷，可以大大降低化石燃料燃烧，其节能减排效果和降低运行成本的效果是非常显著的。在环网干线上配置关断阀门，这样对于整个环网中的各个“系统”都增加了互补性，一旦某一个“系统”局部出现故障甚至事故，一般不必停运维修，只要通过正确的适时协调、调节调度，将其他“系统”的热“调运”过来就可以暂时满足供热需要。这种通过提高供热系统的可调性和可靠性，进而改善供热效果，是多热源联网的独特优势。
        二、多热源联网系统运行特点
        1.系统稳定
        由多种不同的热源联合而成的多热源供热联网系统，该系统在应用时，多个热源呈现出相互备用的关系。如果某个热源或者供热干线上产生故障，不会对整个供热系统产生太大的影响。与此同时，应用该种多热源联网方式进行供热，由于采用了环状的管网，流体在管网内运行的摩阻系数并不大，不同的热力站自用的压头比较大，可以保证供热系统更加具有稳定性。
        2.系统经济应用
        多热源联网供热技术，可以避免使用过多的备用设备，也可以降低供热管网的数量，减少过多的工程建设成本。对每个热源进行优化配置可以保证热源和设备之间可以高效运行，同时降低了对工程的成本支出。
        3.系统节能
        在多热源进行供热的模式下，采用基础的热源来对负荷进行系统的供热，当热源没有办法满足热负荷要求时，供热系统就会开启调节峰值热源，让它来负责峰值的热负荷，利用该种工艺技术，可以保证较少能耗来保证满负荷运行，避免了由于高能耗热源启动的时间过长问题，降低了供热系统运行能耗量。
        4.系统的可扩展性
        由于城市水平的不断提高，引起很多城市的供热系统无法跟上城市发展的步伐，很多具备热源但是无法进行改扩建的现象。

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导致必须在以前的供热区域内进行再次增加供热范围和区域，如果采用多热源进行供热，就会有更好的扩展性，可以在合理的区域内选择地点，来对供热系统再次进行设置调节峰值的热源，再对当前的供热管网系统进行一定程度的改建，让其具备多热源联网功能。
        三、多热源联网系统研究和运行重点探讨
        1.提高企业管理水平
        建立供热实时监控及能耗分析系统，使集团监控中心能够第一时间掌握现场情况，提高工作效率，节约了企业监控人员人力成本。集团可以利用该系统召开经济活动分析会，研究各企业经济运行情况，指导各企业发现经营管控短板、深入挖掘提质增效潜力、大力开展能耗TOP排行循环治理，提升盈利能力。同时通过各企业之间组织“互比互看”活动，窃热、窃水等事件“互查”，能耗控制与分析经验交流会等活动，解决了各企业服务标准和管理流程不统一、数据结构不一致、管理水平参差不齐等问题。
        2.提高经济性同时实现节能减排
        由于燃煤锅炉房效率较低，同时污染物排放量大，燃气锅炉房燃气又成本高等原因，通过供热实时监控及能耗分析系统实现智能供热，多热源联网调峰运行，供热初末期用热负荷较低时充分利用效率高、经济性好的热电联产热源进行供热。当室外温度降低时通过该平台对不同热电联产热源和调峰热源进行调节，逐步启动调峰热源，增大输出负荷。通过该系统可最大限度地利用热电联产热源，减少燃煤锅炉房和燃气锅炉房的运行时间，有效提高供热系统的供热效率和运行经济性，实现节能减排，缓解天然气紧张的局面。
        3.基础热源和调峰热源间的调度
        在多热源联网供热系统的组成部分当中，热电厂不但是重要的热源，而且还必须承担调峰热源的作用。在该种供热方式下，热源所发挥的作用和独立热源供热系统作用有着很大的不同，不但承担着供热任务，而且在调峰热源停止运行的条件下，具有承担用户供热的功能。多热源联网供暖系统当中，热源的启停是根据系统中的热负荷来进行判断的，与室外温度的产生的波动之间有着很大的关系。如果在供热的开始和结束阶段，室外的温度相比来看就会高出许多，供热系统所承担的热负荷并不大。在该阶段内，只需要应用基础热源就可以满足用户的热负荷需求。如果室外的温度继续降低，整个供热系统承受的热负荷则会持续变大，如果基础热源已经应用，还无法满足供热系统的负荷需求，就应该逐渐启用调峰热源，在该阶段内，基本热源完全处于满负荷工作状态，调峰热源则要承受的外界温度变化所增加的热负荷。在该阶段内，调峰热源启动的控制点确定就显得极为重要。
        4.循环水泵的选用
        在对集中供暖多热源联网运行系统中的循环水泵进行选取时，必须要满足供热系统初始阶段和结束阶段的系统供水需求量。而对于调峰热源循环水泵进行选型时，不但要满足调峰热源都开始启用时所要求的供水流量，还要满足主热源产生故障条件下供热系统所要求的水流量。在多热源联网供热方式下，不同热源需要的水流量也不尽相同，因此，在对循环水泵规格型号进行选用时，尽可能的选用变速水泵，但是应用该种水泵需要较高的投资，不同的热源所需要应用不同规格的水泵满足备用的要求，这样就可以减少成本支出，完成供热系统的节能化改造。
        结束语
        多热源联网供热系统由多个热源单元组成而成，从而为用户输送较为稳定的热能，在保证供热质量达到要求的前提下，对不同的供热源进行合理的调度和控制，该种供热方式具有比较明显的优势，但是在实际的运行过程中，对其进行操控难度是比较大的，所以多热源供热系统的安全可靠性将比解裂运行的供热系统高。
        参考文献：
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        [2]程天才.长距离、大管网蓄热在多热源联网运行中的应用与分析[J].中国住宅设施，2016（Z3）：87-89.
        [3]秦绪忠，江亿.基于遗传算法的环形供热网可及性分析［J］.清华大学学报，1996（6）：33-37.