论文部分内容阅读
摘要：探讨了多热源供热系统联网运行的目的、热源循环泵的选型、热源运行方式、技术条件，并对热电厂与燃气锅炉房联合供热系统的运行调节进行研究。。
关键词：电厂低温循环水供热；锅炉房；热源
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：
随着城市供热负荷需求的日益增长, 集中供热的规模不断扩大。我国供热燃料以煤为主, 以热电厂作为热源的集中供热系统是目前大中城市较为常见的供热形式。据统计, 热电联产集中供热的供热面积约占全国总供热面积的 62%。另外, 在我国能源结构调整的背景下, 燃气锅炉房供热由于具有良好的环保性能和较高的热效率在我国许多城市, 尤其是在一些限制使用燃煤锅炉的地区已经得到逐步推广。由于燃气气源的紧张和较高的价格,很有必要研究热电厂作为基本热源, 燃气锅炉房作为峰荷热源的联合供热系统。
1.联网运行目的与设计要求
1.1节能
供热系统的热源包括热电厂、区域锅炉房、小锅炉房等, 各热源的热效率不同, 单位产热煤耗不等,热电厂单位产热煤耗为 39~ 40 kg /G J、小锅炉房为55~ 62 kg /GJ, 显然热电厂能耗较低。在供热系统中, 热电厂的热化系数为 0. 6~ 0. 7, 由热电厂带基本负荷, 锅炉房带调峰负荷。如果解列运行, 在供暖的始末期负荷只达到 40% ~ 50% , 热电厂能耗低的优势得不到发挥, 而能耗高的热源又不得不启动, 造成能源浪费。如果实现联网运行, 尽量让热电厂满负荷运行, 减少高能耗热源的供热量, 就能实现节能。
1.2降低供热成本
一般燃煤热电厂供热成本约 25 元/GJ、燃煤锅炉房约 60元/GJ、燃气锅炉房约 96元 /GJ, 不同热源供热成本相差近4倍。若能实现联网运行, 让热电厂尽量带基本负荷, 压缩高热价热源供热量, 则供热成本就可大幅降低。
1.3提高供热的安全性
对于多热源联网供热系统, 当其中某一热源发生事故时, 其他热源可作适量补充, 从而提高供热的安全可靠性。
1.4设计要求
1）供热面积大于 1 000×104㎡的供热系统应采用多熱源供热, 且各热源热力干线应连通。在技术经济合理时, 热力网干线可连接成环状管网。
2）当热网由多个热源供热, 对各热源的负荷分配进行技术经济分析时, 应绘制热负荷延续时间图。各热源的年供热量可由热负荷延续时间图确定。
3）对于多热源的热水热网, 应按热源投产顺序绘制每个热源满负荷运行时的主干线水压图及事故工况水压图。由于联网运行是变流量调节, 因此在水力工况分析前, 要制定运行水温调节曲线。根据室外温度下的供回水温度和负荷变化情况得出流量变化数据, 特别是不同热源投入时的数据, 这样才能绘制相应的水压图。
2.热源循环泵的选型
联合供热系统热源循环泵的选型, 应考虑不同热负荷下系统流量的不同, 还要考虑基本热源事故工况下燃气锅炉房对最低流量要求。一级管网调节方式为质量流量调节, 因此热源循环泵的选型主要遵循以下2个原则:热源循环泵宜选用变频泵,不但调节灵活方便, 而 且还能有效降 低运行能耗。各热源循环泵的扬程应基本一致, 流量应根据各热源负荷确定。热电厂的循环泵应能满足供热初期和末期的流量; 燃气锅炉房的循环泵除应能满足满负荷调峰时的流量之外, 还应满足在热电厂事故状态下的热网最低流量。
3.热源运行方式
热源的运行方式随着热负荷的变化而定, 在供暖初期和末期, 室外温度较高, 热负荷较小。这时,只启用热效率较高的基本热源, 随着室外温度的降低, 热负荷逐渐增加, 当基本热源无法满足要求时,启用峰荷热源。峰荷热源投入运行的时间取决于基本热源的供热系数。对于有多座峰荷热 源的联合供热系统, 各峰荷热源启用的基本原则为: 首先启用热效率最高或离基本热源最远的峰荷热源。当热负荷进一步增大, 现有热功率无法满足时, 再启用其余峰荷热源。
4.联网运行技术条件
4.1技术条件
各热源统一供热参数, 执行统一的温度调节曲线。各热源设计供回水温度应一致, 以热电厂或大型区域锅炉房为热源时, 设计供水温度可取 110~150℃, 回水温度不应高于 70℃。采用质调节下解列运行时, 温度调节曲线为中虚线。联网运行时, 室外温度高于t0( 指达到设计供水温度时, 基本热源供热量满足全部用户用热要求时所对应的室外温度 ) 阶段基本热源为全部用户供热。此时, 供回水温度按实线运行。当室外温度低于 t0后, 投入调峰热源, 采用量调节, 增加的负荷由调峰热源补充。此时, 若调峰热源供水温度与基本热源不一致, 热源间水力交汇点附近的用户水温波动很大, 无法保证正常供热。
流量调节曲线中的虚线为解列运行时基本热源的流量, 实线为联网时基本热源的流量。室外温度为 t0时, 联网运行状态下基本热源流量小于解列运行流量, 此时供回水温差大, 在室外温度最低时流量达到最大。
4.2技术条件
建立统一的水力工况, 统一静压线。供暖始末期由基本热源供热, 最不利点在调峰热源处, 须满足其资用压头的需要, 系统的定压点设在基本热源循环泵入口处。遵照水力学基本原理, 水力交汇点只能有一个压力值。联网运行后调峰热源循环泵扬程和定压值相应都要提高, 实际上联网运行热源间负荷调度是通过调整循环泵扬程实现的。联网运行时热源间水力交汇点一般发生在某一个分支管或某一用户处,即这点流量是来自两个热源, 造成两用户间管段流量为零的概率很小, 即使出现也是短暂的。
多热源联网后在系统中存在多个补水、定压点。假设基本热源将定压值确定在热源出口回水压力的高度上, 调峰热源回水压力高于定压值。此时, 调峰热源的补水装置不能对系统补水。反之, 如果将定压点设在调峰热源处, 则基本热源补水点压力升高,基本热源停止补水。联网运行时定压点只有一处是有效的, 其他均处于关闭状态。而一处补水定压又易出现补水能力不足的矛盾, 解决的办法是将其余的补水定压点改为只补水、不定压。多热源联网可根据技术经济原则确定定压点位置, 一般设在基本热源处, 联网运行由于供暖初期只有基本热源运行, 因此基本热源处应设定压装置。
5.联合供热系统的调节方式
在供热初期和末期应充分发挥基本热源的作用, 供热全部由基本热源单独完成。这时, 应根据室外平均温度, 随时调节热源的供热量, 使热网的供回水温度在达到要求的同时, 调节循环泵流量满足热网最不利点资用压头。
二级管网的调节方式通常二级管网采用质调节方式, 以保持用户的水力工况的稳定。
一级管网的调节方式一级管网的供回水温度, 取决于一级管网的调节方式和水换热器的热力特性。联合供热系统运行的经济性与调节方式关系密切, 热电厂与燃气锅炉房并联供热, 采用质量流量调节方式。
结束语
综上所述, 多热源联网供热是在供热过程中实施按能效高低排序调度各热源供热量。其核心内容是在保证用户供热质量前提下, 实现各热源的供热量能按需调度。真正意义的多热源联网是在综合运用循环泵调速和控制技术的基础上，发展起来的先进的热网联合运行技术, 而不是简单地将各热源的管网用连通管相连。
参考文献：
[1] 张殿光. 多热源联合供热的工况分析及最佳方案确定(硕士学位论文)[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学,2005.
[2] 石兆玉. 从可持续发展的观点评价采暖供热方式的优劣[J].区域供热, 2003,(3).
[3] 钱剑峰, 孙德兴.水源热泵与调峰锅炉联合供热的探讨[J].煤气与热力,2006, 26.
关键词：电厂低温循环水供热；锅炉房；热源
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：
随着城市供热负荷需求的日益增长, 集中供热的规模不断扩大。我国供热燃料以煤为主, 以热电厂作为热源的集中供热系统是目前大中城市较为常见的供热形式。据统计, 热电联产集中供热的供热面积约占全国总供热面积的 62%。另外, 在我国能源结构调整的背景下, 燃气锅炉房供热由于具有良好的环保性能和较高的热效率在我国许多城市, 尤其是在一些限制使用燃煤锅炉的地区已经得到逐步推广。由于燃气气源的紧张和较高的价格,很有必要研究热电厂作为基本热源, 燃气锅炉房作为峰荷热源的联合供热系统。
1.联网运行目的与设计要求
1.1节能
供热系统的热源包括热电厂、区域锅炉房、小锅炉房等, 各热源的热效率不同, 单位产热煤耗不等,热电厂单位产热煤耗为 39~ 40 kg /G J、小锅炉房为55~ 62 kg /GJ, 显然热电厂能耗较低。在供热系统中, 热电厂的热化系数为 0. 6~ 0. 7, 由热电厂带基本负荷, 锅炉房带调峰负荷。如果解列运行, 在供暖的始末期负荷只达到 40% ~ 50% , 热电厂能耗低的优势得不到发挥, 而能耗高的热源又不得不启动, 造成能源浪费。如果实现联网运行, 尽量让热电厂满负荷运行, 减少高能耗热源的供热量, 就能实现节能。
1.2降低供热成本
一般燃煤热电厂供热成本约 25 元/GJ、燃煤锅炉房约 60元/GJ、燃气锅炉房约 96元 /GJ, 不同热源供热成本相差近4倍。若能实现联网运行, 让热电厂尽量带基本负荷, 压缩高热价热源供热量, 则供热成本就可大幅降低。
1.3提高供热的安全性
对于多热源联网供热系统, 当其中某一热源发生事故时, 其他热源可作适量补充, 从而提高供热的安全可靠性。
1.4设计要求
1）供热面积大于 1 000×104㎡的供热系统应采用多熱源供热, 且各热源热力干线应连通。在技术经济合理时, 热力网干线可连接成环状管网。
2）当热网由多个热源供热, 对各热源的负荷分配进行技术经济分析时, 应绘制热负荷延续时间图。各热源的年供热量可由热负荷延续时间图确定。
3）对于多热源的热水热网, 应按热源投产顺序绘制每个热源满负荷运行时的主干线水压图及事故工况水压图。由于联网运行是变流量调节, 因此在水力工况分析前, 要制定运行水温调节曲线。根据室外温度下的供回水温度和负荷变化情况得出流量变化数据, 特别是不同热源投入时的数据, 这样才能绘制相应的水压图。
2.热源循环泵的选型
联合供热系统热源循环泵的选型, 应考虑不同热负荷下系统流量的不同, 还要考虑基本热源事故工况下燃气锅炉房对最低流量要求。一级管网调节方式为质量流量调节, 因此热源循环泵的选型主要遵循以下2个原则:热源循环泵宜选用变频泵,不但调节灵活方便, 而 且还能有效降 低运行能耗。各热源循环泵的扬程应基本一致, 流量应根据各热源负荷确定。热电厂的循环泵应能满足供热初期和末期的流量; 燃气锅炉房的循环泵除应能满足满负荷调峰时的流量之外, 还应满足在热电厂事故状态下的热网最低流量。
3.热源运行方式
热源的运行方式随着热负荷的变化而定, 在供暖初期和末期, 室外温度较高, 热负荷较小。这时,只启用热效率较高的基本热源, 随着室外温度的降低, 热负荷逐渐增加, 当基本热源无法满足要求时,启用峰荷热源。峰荷热源投入运行的时间取决于基本热源的供热系数。对于有多座峰荷热 源的联合供热系统, 各峰荷热源启用的基本原则为: 首先启用热效率最高或离基本热源最远的峰荷热源。当热负荷进一步增大, 现有热功率无法满足时, 再启用其余峰荷热源。
4.联网运行技术条件
4.1技术条件
各热源统一供热参数, 执行统一的温度调节曲线。各热源设计供回水温度应一致, 以热电厂或大型区域锅炉房为热源时, 设计供水温度可取 110~150℃, 回水温度不应高于 70℃。采用质调节下解列运行时, 温度调节曲线为中虚线。联网运行时, 室外温度高于t0( 指达到设计供水温度时, 基本热源供热量满足全部用户用热要求时所对应的室外温度 ) 阶段基本热源为全部用户供热。此时, 供回水温度按实线运行。当室外温度低于 t0后, 投入调峰热源, 采用量调节, 增加的负荷由调峰热源补充。此时, 若调峰热源供水温度与基本热源不一致, 热源间水力交汇点附近的用户水温波动很大, 无法保证正常供热。
流量调节曲线中的虚线为解列运行时基本热源的流量, 实线为联网时基本热源的流量。室外温度为 t0时, 联网运行状态下基本热源流量小于解列运行流量, 此时供回水温差大, 在室外温度最低时流量达到最大。
4.2技术条件
建立统一的水力工况, 统一静压线。供暖始末期由基本热源供热, 最不利点在调峰热源处, 须满足其资用压头的需要, 系统的定压点设在基本热源循环泵入口处。遵照水力学基本原理, 水力交汇点只能有一个压力值。联网运行后调峰热源循环泵扬程和定压值相应都要提高, 实际上联网运行热源间负荷调度是通过调整循环泵扬程实现的。联网运行时热源间水力交汇点一般发生在某一个分支管或某一用户处,即这点流量是来自两个热源, 造成两用户间管段流量为零的概率很小, 即使出现也是短暂的。
多热源联网后在系统中存在多个补水、定压点。假设基本热源将定压值确定在热源出口回水压力的高度上, 调峰热源回水压力高于定压值。此时, 调峰热源的补水装置不能对系统补水。反之, 如果将定压点设在调峰热源处, 则基本热源补水点压力升高,基本热源停止补水。联网运行时定压点只有一处是有效的, 其他均处于关闭状态。而一处补水定压又易出现补水能力不足的矛盾, 解决的办法是将其余的补水定压点改为只补水、不定压。多热源联网可根据技术经济原则确定定压点位置, 一般设在基本热源处, 联网运行由于供暖初期只有基本热源运行, 因此基本热源处应设定压装置。
5.联合供热系统的调节方式
在供热初期和末期应充分发挥基本热源的作用, 供热全部由基本热源单独完成。这时, 应根据室外平均温度, 随时调节热源的供热量, 使热网的供回水温度在达到要求的同时, 调节循环泵流量满足热网最不利点资用压头。
二级管网的调节方式通常二级管网采用质调节方式, 以保持用户的水力工况的稳定。
一级管网的调节方式一级管网的供回水温度, 取决于一级管网的调节方式和水换热器的热力特性。联合供热系统运行的经济性与调节方式关系密切, 热电厂与燃气锅炉房并联供热, 采用质量流量调节方式。
结束语
综上所述, 多热源联网供热是在供热过程中实施按能效高低排序调度各热源供热量。其核心内容是在保证用户供热质量前提下, 实现各热源的供热量能按需调度。真正意义的多热源联网是在综合运用循环泵调速和控制技术的基础上，发展起来的先进的热网联合运行技术, 而不是简单地将各热源的管网用连通管相连。
参考文献：
[1] 张殿光. 多热源联合供热的工况分析及最佳方案确定(硕士学位论文)[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学,2005.
[2] 石兆玉. 从可持续发展的观点评价采暖供热方式的优劣[J].区域供热, 2003,(3).
[3] 钱剑峰, 孙德兴.水源热泵与调峰锅炉联合供热的探讨[J].煤气与热力,2006, 26.