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摘要:在社会经济水平显著提升的背景下,供热事业发展迅速,多热源联合供热就成了集中供热系统的主要发展方向。多热源联合供热系统是指两个或者两个以上热源共同组成一个供热系统为用户供热,用变流量调节的方法进行供热调节,用改变热源间流量分配的手段进行负荷调度,在保证用户供热质量的前提下,实现各热源的供热量能按需自由调度。目前,已经有许多学者对多热源联合供热系统进行了研究。本文在对多热源联合供热系统优化调度重要性进行分析的基础上,探究了多热源联合供热系统的优化调度,
关键词:热源联合供热;优化调度;措施
引言
多热源并网系统中热源的启运随系统热负荷的变化而变化,在热源随热负荷变化的调整过程中,热网水力工况的调整是关键。一方面,热网水力工况的优化调度,可以使得管网充分发挥其输配能力,为热源的合理匹配与调整创造最大的空间;另一方面,输配系统本身的动力消耗是巨大的,一般要占到整个供热系统一次能耗的10~20%,水力工况的优化调度可以尽可能地减少这部分的能量消耗。多热源并网系统水力工况的优化调度问题已有不少研究成果,本文是对部分研究的总结。
1多热源联合供热的优点
1)可以提高整个集中供热系统运行的可靠性与安全性。对于一个多热源的集中供热系统,如果某一个热源由于发生事故或者某些原因导致不能满足热用户的供热需求或者导致供热量减少,这时可以通过其他的热源增加供热量来满足热用户的需求。当故障热源维修好后,其他热源再恢复运行,这样多热源联合供热系统运行的可靠性与安全性就明显高于单一热源供热系统的可靠性与安全性,实现了各个热源之间相互替代、相互协调、相互补充。2)可以灵活调整多热源供热系统每个热源的供热量,提高热源效率,达到节能的效果。集中供热系统中的多热源,可以依据当地的气候特点和热负荷延续时间图,制定出节能的供热方案。由于在采暖期各热源很长一段时间内都处于部分负荷状态运行,在保证能够满足热用户需求的条件下,可以让高效率的热源尽可能的满负荷运行,延长供热时间,减小低效率热源的供热量。
2多热源系统供热方式的选择
2.1直接式供热方式
这种供热方式因其结构简单,是一些小型供热系统常采用的方式。它是把系统的循环水直接由热源送到热用户散热设备中的一种供热方式。它的主要特点是:A、热源、热网和热用户有一个统一的供热参数,其设备少,结构简单,对保温材料的耐温程度要求低。B、系统供回水温度低、温差小、循环水量大,因此运行电耗大,作用半径受限。C、热网管径大,造价高。D、供水压力受用户散热设备耐压程度限制,不能任意提高。回水压力受系统最高点制约,不能任意降低,因此使用条件受限。当系统高差较大时,处理难度大,运行安全性降低。E、运行时系统任何一个地方失水都会影响全系统的供热,甚至造成全系统无法运行,系统的稳定性和安全性低。
2.2间接式供热方式
这种供热方式克服了直接式供热系统的所有缺点,是目前普遍被采用的供热方式。它是在热源和热用户之间增加了换热站而组成的。这个换热站把热源的热介质和用户系统的热介质分开了,两种介质只进行热量交换。同时还把热网分成了两部分,热源到换热站是一级网,换热站到热用户是二级网。一级网是高温水,二级网是低温水。它的主要特点是:A、一级网水温高、供回水温差大,循环水量小,使运行电耗降低,作用半径加大。由于一网管径小,也降低了投资费用。B、一级网的供回水压力不受热用户采暖设备和系统最高点的制约,容易处理复杂地形对管网压力参数的影响。C、热用户或二级网的大量失水不会影响全系统的供热,因此系统的稳定性好,运行的安全性、可靠性高,水力工况易调节。
2.3直接混水式供热方式
直接混水式系统是在热源和热用户之间增加了热力混水站而组成的。
这个混水站把热网也分成了两部分:热源到混水站之间为一级网,一级网供水管运行的是高温水;混水站到热用户是二级网,二级网的供水管运行的是适合用户采暖系统需要的低温水。混水站是把由一级网送来的高温水和二级网回水的一部分经混合后变成二级网的供水送入热用户中。直供混水方式是介于直供与间供系统中间的一种供热方式,它的主要特点是:A、因一级网也为大温差的循环水,因此管径比直供方式小,同间供方式一样,降低了管网的投资和一级网运行的电耗。B、由于混水站只有水泵,没有换热设备,因此建设投资比间供方式小。C、其特点同直供方式相同。如稳定性、安全性低,失水影响大,受散热器耐压程度的约束和地形高差的影响等。
3多热源联合供热系统优化调度措施
3.1制定准确可靠的热源负荷分配及优化调度方案
通过调整主热源和调峰热源的锅炉运行台数、燃烧强度及阀门开度、水泵运行频率等手段确保各热源进出口的供回水温度基本保持一致,根据负荷变化进行供热调节时,主热源和调峰热源都要按照相同的温度调节曲线执行,实行简单有效的调节。总的来说,供热系统的调节主要分为水力工况调节和热力工况调节两方面的内容。水力工况调节的含义是指在各种运行方案下实现系统的流量平衡,即压力平衡。热力工况调节指的是通过水力调节和供回水温度调节实现系统的热量平衡,尽量达到按需供热的理想工况。
3.2多热源同时运行时管网的水力工况分析
当系统只启运一个调峰热源时,就形成了两个热源在同一个管网中同时运行的状况,这时两个热源的水泵都是独立运行。此时在管网的某些位置上(枝状管网在一个位置上,环状管网在几个位置上)存在着一个(枝状管网)或多个(环状管网)水力平衡点。在平衡点的一侧是主热源的水,另一侧是调峰热源的水,而水力平衡点就象活塞一样把两个热源的水分开。但当两个热源水泵的工况发生变化时,或热源进行集中调节,或热网某处进行局部调节时,这些水利平衡点就会象活塞一样变到一个新的位置上。这时实际上整个热网系统是被这些水力平衡点分成了两个独立运行的供热系统,而两个系统的大小和供热范围是随着两个热源水泵的工况的变化而变化的。当加大调峰热源的循环水量而减少主热源的循环水量时,水力平衡点就会向主热源方向靠近,使调峰热源的供热范围加大,主热源的供热范围减小。反之亦然。但在实际运行时,水力平衡点的具体位置并不需要准确找出来,它是在运行时自然形成的,还在经常变动位置。另外平衡点处在两个热力站之间时是一个管段,正好处在热力站接管处才是一个点,此时流入这个热力站的水是由两个热源共同提供的。
4多热源联合供热系统优化调度注意事项分析
a)全厂热负荷分析。根据历年运行数据分析全厂热负荷情况,绘制采暖季全厂供热负荷曲线图,根据曲线图分析供热开始时间、结束时间、采暖时间、热负荷最大值及供热各阶段热负荷情况。b)各热源运行现状分析。根据历年运行数据分析各热源运行现状,绘制采暖季各热源实际供热负荷曲线图,根据曲线图分析各热源供热开始时间、结束时间、运行时间、热负荷最大值及供热各阶段各热源运行情况。c)各热源供热能力分析。对不同热源供热能力进行分析,计算不同工况下全厂供热能力,挖掘供热潜力。d)优化调度方案综合分析。结合全厂热负荷、各热源运行现状、不同热源供热成本、不同热源供热能力进行综合分析,制订多热源联合供热系统优化调度方案。
结语
多热源联合供热系统,由于系统有多个热源,提高了整个系统的供热安全性、可靠性和经济性,当某个热源出现故障,不影响整个系统的供热。但多热源联合供热系统,热网投资较大,运行管理较复杂,许多问题有待进一步研究。
参考文献
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[2]刘卫东,王魁荣,王魁吉.多热源联合供热综述[J].区域供热,2012(1):14-25.
[3]刘继文.浅谈多热源环状管网的优越性[J].山西建筑,2008,34(7):180-181.