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多熱源聯合供熱熱力系統運行技術探討經驗總結

放大字體  縮小字體 發布日期:2012-11-16  瀏覽次數:363
  多熱源聯合供熱是在一個供熱系統中同時存在多個熱源共用一個管網的供熱形式。這種供熱形式在集中供熱發展比較早的北歐已被普遍采用,而在我國由于集中供熱事業起步較晚,只在最近幾年才在部分城市中得到應用。其中一些城市已有了較成熟的運行經驗,而大部分城市還在規劃階段?偟目磥,多熱源聯合供熱已在一些城市取得了較理想的效果。它在合理利用能源、節約能源、提高系統的供熱質量和運行可靠性、提高調整的靈活性等多個方面都充分發揮了其獨特的作用,正日益受到供熱同行的關注與歡迎。
  幾年來通過對“多熱源聯合供熱系統”運行實踐的總結以及對其所涉及到的理論問題的深入研究和探討,已對“多熱源聯合供熱”有了較全面的了解和系統的認識,F系統地總結出來供同行在今后推廣和應用中參考。
  一、多熱源聯合供熱的必要性
  幾年來的實踐證明,對于各種類型的集中供熱系統,不論是熱電聯產系統,還是區域鍋爐房供熱系統,采用多熱源聯合供熱技術在許多方面都會取得滿意的效果,是一項非常必要的節能措施和先進的供熱形式。
  1、它是熱電聯產的必要條件
  中華人民共和國國家標準GB/T6423—1995《熱電聯產系統技術條件》中明確規定:“熱電聯產系統的熱化系數應小于1。”也就是說,國家標準中明確規定了在熱電聯產的集中供熱系統中,從經濟與技術的角度考慮,整個供熱系統的熱負荷不能百分之百地由一個熱電廠來承擔,應該由熱電廠和尖峰熱源共同承擔。同時還明確指出:“熱化系數對熱電廠的裝機容量及其節能效益有重大影響,”“應通過技術論證確定熱化系數的最佳值。”標準中還給出了熱化系數的范圍:“以常年熱負荷為主的系統,熱化系數一般為0.7~0.8;以季節熱負荷為主的系統,熱化系數一般為0.5~0.7。”
  從以上的規定中可以看出,熱電聯產的集中供熱系統必須是一個由熱電廠和尖峰熱源共同組成的多熱源聯合供熱系統。而尖峰熱源的大小應能承擔該供熱系統總熱負荷的20%~50%,這是熱電聯產系統經濟運行的必要條件。
  1、是節能的必要之路
  供熱能耗在當今世界能源消耗中占有很大的比例,尤其是在冬季較寒冷的地區。因此,合理利用各種能源和節約能源是降低供熱成本至關重要的環節。必須從使用地能源的品位、提高燃料利用率和設備利用率、降低運行能耗等多方面同時入手,才能收到理想的效果。而多熱源聯合供熱的形式是實現以上這些目標的一個重要途徑。例如一個多熱源系統:
  (1)當各熱源使用不同燃料時,可在低負荷時不啟運燃料價格高的熱源,以降低運行成本;
  (2)當各熱源熱效率不同時,首先投運熱效率高的熱源使之滿負荷運轉,充分發揮其作用。當不能滿足用戶熱負荷需要時,再依次投運其它低效率熱源;
  (3)當在一個供熱區域內同時存在幾個獨立的單熱源供熱系統時,可把它們連成一個多熱源系統。在負荷低時,只啟運其中一個或兩個熱源,使之達到滿負荷運轉,以實現整體節能的目的。否則就會造成在供熱低負荷時,各熱源都在低效率下工作,從而造成大量的能源浪費。
  另外,多熱源系統聯合運行時,每個熱源的供熱半徑都不大,因此其運行電耗就相對降低,這些都是單熱源系統無法實現的。從節能的角度看,今后必然要走多熱源聯合供熱之路。
  2、是提高供熱系統運行可靠性的必要措施
  供熱系統在運行中常會發生各種各樣的事故,而對于單熱源的供熱系統,一旦某個部位發生故障時,往往就會造成全系統的停運,結果給供熱單位和熱用戶都帶來很大的損失,但多熱源系統就會使事故的影響大大縮小。多熱源系統運行時,在某個熱源或熱源出口管網等要害部位發生故障時,可由其它熱源維持事故期的供熱。當熱網某處發生故障時,也只是關閉這一段管網進行搶修,其它部分仍可正常供熱。多熱源聯合供熱使供熱系統的可靠性得到了很大的提高。
  3、為供熱系統超規劃發展提供了便利條件
  目前,我國的城市建設正處在一個大發展的時期,各項市政建設的速度發展很快。這樣,在城市建設的過程中,經常會出現按原有的市政規劃建成的供熱系統,無法滿足城市發展的需要。也就是一個供熱系統在熱源和熱網都達到了滿負荷運行的情況下,而現有的熱源已無法再擴建時,又需要在原有的供熱區域內進一步擴大供熱面積。在這種情況下,如果解決不好,就會影響全系統的供熱質量。此時應用多熱源供熱技術,選擇一個合適的地點、在原有的供熱系統中再建一個新的調峰熱源,并對現有管網進行少量必要的改造,從而形成一個多熱源聯合供熱的形式,就會快速有效地解決問題,因此這項技術為供熱系統超規劃發展供熱面積,提供了一條解決問題的方便途徑。
  二、多熱源聯合供熱的技術可行性
  多熱源聯合供熱雖然有許多優勢,但在技術上是否可行?能否達到預期效果以及怎樣實現?這是在選擇這一方案時首先要考慮的問題,十幾年來經過一些供熱單位的大膽實踐和認真研究,已經證明了多熱源聯合供熱在技術上是可行的,而且實施起來也并不復雜。
  1、可行性的關鍵是能否實現良好的水力工況
  對于一種供熱方式和供熱系統在技術上的可行性,是指其能否保證所有的熱用戶在采暖期的任何時間里都能得到足夠的熱量,全系統都能達到滿意的供熱效果和合格的供熱質量。這就要求該系統在熱量的供給和分配上是合格的。對于多熱源聯合供熱的系統,要保證足夠的供熱量是不成問題的,但要把這些熱量合理地分配給每個熱用戶,其關鍵問題就是整個供熱系統能否實現良好的水力工況和水力穩定性。
對于單熱源系統,在運行時只要通過對熱源的循環水量、供回水壓力的集中調節,以及對各熱力站或熱用戶的局部調節,就可獲得良好的水力工況。但對于多熱源聯合供熱系統,是否也可以通過以上方法獲得良好的水力工況呢?理論分析和實踐證明,調節的方法是相同的。
  2、水力工況的調節與單熱源系統基本相同
  我們以雙熱源聯合供熱為例進行分析:
  如果兩個熱源分別設在管網的兩端,當同時啟運各自的循環水泵聯合供熱時,兩個熱源的水泵都是獨立運行的工況,都是抽取熱網的回水經加壓后又送回管網中。此時會在管網的某個位置上自然形成一個(管網為枝狀時)或多個(管網為環狀時)“水力平衡點”。在水力平衡點處,兩側的供水壓力相等,但一側為主熱源的循環水,另一側為調峰熱源的循環水,“水力平衡點”就像管網中的活塞一樣把兩個熱源的水“分開”了。這時,整個供熱系統是被“水力平衡點”分成了兩個獨立運行的單熱源系統。其各自水力工況的調節就同單熱源的運行調節方法是一致的。
  3、水力工況的狀態與單熱源系統又有不同
實踐證明,同單熱源系統有所不同的是,這個(些)把兩個熱源分成獨立的單熱源供熱系統的“水力平衡點”的位置不是固定的,而是經常變化的。當調節兩個熱源循環水泵的工況時,或熱網中某處進行局部調節時,這個(些)水力平衡點就會象活塞一樣變到一個新的位置上,從而使兩個熱源的供熱范圍的大小也發生了變化,而不象兩個單熱源系統那樣供熱范圍的大小是固定不變的。
  這種變化的規律是:當加大一個熱源的循環水量而減少另一個熱源的循環水量時,“水力平衡點”就會向另一個熱源靠近,從而使循環水量增加的熱源的供熱范圍加大,而另一個熱源的供熱范圍則隨之減小,反之亦然。
  系統在運行調節時并不需要把水力平衡點的具體位置準確地找出來。因為它是在運行調節的過程中自然形成的,同時又是經常變動的。在運行過程中,運行調節人員只要大約知道它在熱網的哪個區域內就可以了。因為清楚它的位置,有助于了解每個熱源的供熱范圍。
“水力平衡點”除了具有兩側供水壓力相等的特點之外,還有以下特點:
  1)、當“水力平衡點”處在兩個熱力站之間時,它不是一個點,而是一個管段。在這個管段的任何位置上水的壓力是一致的。兩側沒有壓差,水是相對不動的,但也不會結凍。因為水溫是高的,而且水力平衡點又是經常變化的。見圖十三。
  2)、當水力平衡點正好落在某個熱力站與主管網的接口處時,它才是一個“點”。此時該熱力站的循環水是由兩個熱源共同提供的,但供水量的比例不一定相同。見圖十二。
  3)、由于兩個熱源的供水溫度有時不可能完全一致,因此在水力平衡點兩側熱力站的供水溫度就會有一定的差別。這樣我們就可以用它確定出熱網中水力平衡點的大約位置,從而進一步了解兩個熱源的供熱范圍。
  對于熱源超過兩個的多熱源系統,其水力工況也同雙熱源系統是一樣的,只不過在多個熱源同時運行時,熱網中就會同時存在多個類似于單熱源的供熱區域,其運行調節的方法也同雙熱源系統一樣。
  三、多熱源系統供熱方式的選擇
  在一般情況下,每個單熱源系統只有一種供熱方式。而對于一個多熱源聯合供熱的系統,如果不是新建的系統,就一定是由原有的多個單熱源系統連接起來形成的。而原有的單熱源系統的供熱方式就有可能不同。那么組成多熱源系統后是否仍可以是多種供熱方式并存?是否應改造為同一種供熱方式?這些都是我們應該解決的問題。我們必須對各種供熱方式的優點進行認真的比較,才能做出正確的選擇。
  1、各種供熱方式的比較
  (1)直接式供熱方式
  這種供熱方式因其結構簡單,是一些小型供熱系統常采用的方式。它是把系統的循環水直接由熱源送到熱用戶散熱設備中的一種供熱方式。它的主要特點是:
  A、熱源、熱網和熱用戶有一個統一的供熱參數,其設備少,結構簡單,對保溫材料的耐溫程度要求低。
  B、系統供回水溫度低、溫差小、循環水量大,因此運行電耗大,作用半徑受限。
  C、熱網管徑大,造價高。
  D、供水壓力受用戶散熱設備耐壓程度限制,不能任意提高;回水壓力受系統最高點制約,不能任意降低,因此使用條件受限。當系統高差較大時,處理難度大,運行安全性降低。
  E、運行時系統任何一個地方失水都會影響全系統的供熱,甚至造成全系統無法運行,系統的穩定性和安全性低。
  (2)間接式供熱方式
  這種供熱方式克服了直接式供熱系統的所有缺點,是目前普遍被采用的供熱方式。它是在熱源和熱用戶之間增加了換熱站而組成的。這個換熱站把熱源的熱介質和用戶系統的熱介質分開了,兩種介質只進行熱量交換。同時還把熱網分成了兩部分,熱源到換熱站是一級網,換熱站到熱用戶是二級網。一級網是高溫水,二級網是低溫水。它的主要特點是:
  A、一級網水溫高、供回水溫差大,循環水量小,運行電耗降低,作用半徑加大。由于一網管徑小,也降低了投資費用。
  B、一級網的供回水壓力不受熱用戶采暖設備和系統最高點的制約,容易處理復雜地形對管網壓力參數的影響。
  C、熱用戶或二級網的大量失水不會影響全系統的供熱,因此系統的穩定性好,運行的安全性、可靠性高,水力工況易調節。
  (3)直接混水式供熱方式
  直接混水式系統是在熱源和熱用戶之間增加了熱力混水站而組成的。這個混水站把熱網也分成了兩部分:熱源到混水站之間為一級網,一級網供水管運行的是高溫水;混水站到熱用戶是二級網,二級網的供水管運行的是適合用戶采暖系統需要的低溫水;焖臼前延梢患壘W送來的高溫水和二級網回水的一部分經混合后變成二級網的供水送入熱用戶中。
直供混水方式是介于直供與間供系統中間的一種供熱方式,它的主要特點是:
  A、因一級網也為大溫差的循環水,因此管徑比直供方式小,同間供方式一樣,降低了管網的投資和一級網運行的電耗。
  B、由于混水站只有水泵,沒有換熱設備,因此建設投資比間供方式小。
  C、其特點同直供方式相同。如穩定性、安全性低,失水影響大,受散熱器耐壓程度的約束和地形高差的影響等。
  D、應根據熱網的具體情況選擇適當的混水方式。方法是:先畫出一級網的水壓圖(圖中要有地形和建筑物高度),再根據每個混水站在水壓圖中的位置選擇最佳的混水方式。每個混水站的二級網必須滿足下列標準:二級網供水壓力不超過0.4MPa;回水壓力不低于樓房高度加0.03MPa。
  E、采用此種方式時,對水泵的選型一定要嚴格,否則會造成電能的浪費及影響一網的水力工況。同時還要正確選擇自力式恒流量調節閥的安裝位置,使其能保證一網的供水量,又能消除一網供水或二網回水的剩余壓頭,使系統保持良好的水力工況。
  2、多熱源聯合供熱宜選擇的供熱方式
由于多熱源聯合供熱時,供熱量的調節和熱網水力工況的調節比單熱源系統難度大,因此供熱方式宜選擇運行調節簡單的方式。實踐和理論證明,有三種供熱方式較好:
  (1)熱網全部為間接供熱方式
  由于間接供熱系統把熱網分成了兩個彼此獨立的系統,使諸多相互影響的因素可以分別處理、分別對待。因此使運行調節工作得到了簡化,各熱源之間只協調一網的工況即可,而熱用戶的水力工況則分別在換熱站以下的二網解決。對于較大型的多熱源聯合供熱系統和新建設系統,均應采用間接供熱。
  (2)熱網由間供和直供混水兩種方式組成
  對于由幾個單熱源系統重新組建的多熱源系統,如果原來的系統既有間供方式又有直供混水方式的,也可把它們的一網連在一起,形成兩種供熱方式并存的系統。因為這兩種方式的一網供熱參數可達到完全一致,二網供熱參數也可基本一致,全系統可以在兩種方式共存下正常運行。但直供混水方式所占的比例應盡量少些,這樣系統的安全性和穩定性就會更大。
  (3)熱網全部為直供混水
  3、多熱源聯合供熱不宜選擇的供熱方式
  由于直接式供熱方存在著許多缺點,因此不適宜在大的供熱系統中選用,尤其是在多熱源聯合供熱的系統中更不宜選用。同時由于直供系統的供熱參數與間供和直供混水系統參數不一致,因此它也不能同間供或直供混水系統同時存在。
  對于由幾個小型區域鍋爐房連在一起形成的多熱源系統,如果原系統全部為直供方式,也可采用全部直接供熱的方式組成新系統。
  四、多熱源系統熱源的分布形式
  多熱源供熱系統是在同一個供熱管網中的不同位置上同時存在多個熱源。其中最大的一個熱源稱為主熱源,它可以是熱電廠,也可以是大型供熱鍋爐房,另有幾個小一些的熱源稱為調峰熱源,也叫做峰荷熱源,它們一般為大、中、小型的供熱鍋爐房。
由于各熱源在管網中所處的位置不同,從而形成了各種形式的多熱源系統。各種組成形式在聯合供熱時的水利工況和運行調節方案有相同之處,也有各自不同的地方。綜合起來,不外有以下幾種分布形式:
  1、熱源均在管網遠端的形式:如圖一、圖二:
  這種布置形式在主熱源單獨運行時,調峰多熱源都是它最遠的熱用戶。而它們同時聯網運行時,整個系統又會自然形成了幾個相對獨立的供熱系統。它們各自承擔著與其距離較近的那部分區域的供熱。這樣在供熱初期和末期,可充分發揮效率最高的主熱源的作用。而在供熱高峰期,各調峰熱源又會就近發揮自己的供熱能力。各熱源會自然形成幾個相對獨立的供熱區。
  從十幾年來的運行實踐中可看出,這種形式是多熱源系統比較理想的組成形式。它聯網運行時水利工況調整簡單,各熱源的循環水泵的揚程又最低,因此節電效果非常好。
  2、多熱源在管網的中心區的形式,如圖三:
這種布置在多熱源聯合運行時,其水力工況沒有第一種理想。如果調峰熱源循環水泵的揚程偏低時,調峰熱源的水將不能通過熱源交匯點A(B)送入管網中,而使調峰熱源可承擔的供熱區域局限在調峰熱源到A(B)之間的范圍內。
  3、峰熱源在主熱源附近的形式,如圖四、圖五:
  這種布置形式實際與單熱源多臺爐的形式是一致的。在聯網運行時,主熱源和調峰熱源的循環水泵是常見的水泵并聯方式,熱網的總循環水量將小于各熱源單獨運行時的水量之和。使各水泵均不能充分發揮其應有的出力。當全網的循環水量與第一種、第二種布置方式相同時,水泵的總耗電量要大于前二種方式。
  另外這種布置方式管網的首端管徑要比前二種布置方式的管徑都大,因為所有熱源的循環水全由此分布到全網。
這種方式的水力工況與單熱源一樣。(見圖二)
  4、幾個單熱源系統用管網連在一起的型式,如圖六(圖中的虛線連接各供熱系統的新建管網)。
這種方式可在聯合運行時,先啟運供熱量較大、熱效率較高的一個或幾個熱源負擔全網的供熱。在供熱負荷增加后,再逐步啟運其它的熱源。因此它可充分發揮較大熱源的供熱能力,提高全系統的供熱效率,杜絕了各熱源單獨運行時在供熱初期都不能滿負荷工作的浪費現象。
  這種形式與第一種、第二種形式在布置上、運行工況上都基本一致,但它在改變原供熱區的供熱效果上,可發揮很大的作用。應該強調的是:怎樣使原有供熱系統連在一起,以及今后聯網運行的各種運行方案等,都需要認真地推敲和研究,找出最佳的方案。同時要做認真的水力計算,以確定新接管道的管徑、原有系統的管網相應的改造方案,各熱源循環水泵的重新選型等,使其適應各熱源聯合供熱時的運行狀態。
  五、熱源應采取的技術措施
  多熱源系統中熱源的功能與單熱源系統中的功能不完全一樣,它既有供熱的功能,同時在作為備用熱源時又是一個熱用戶,需要管網向它供熱。因此在熱源內部管路設計上必須采取相應的技術措施,同時對熱源的循環水泵、補水定壓裝置等方面也必須按多熱源聯合供熱的各種工況來決定。
  1、熱源內部管路應采取的技術措施
  (1)主熱源和調峰熱源都必須在循環水泵設一旁通管I,此管的作用是當熱源作為備用熱源時,打開此旁通閥門,使該熱源作為一個熱用戶,以滿足熱源的采暖,這時熱網的水由供水干管進入調峰熱源,散熱后再由回水干管入熱網(見圖七)。當該熱源啟運時,關閉旁通管的閥門,開啟熱源的循環水泵,這時水流方向相反。此時熱網的水由總回水管進入熱源,經鍋爐加熱后,再經供水干管送入熱網。
  (2)主熱源和調峰熱源都在熱源的總供回水干管間設一旁通管II(見圖七),用以調節該熱源向熱網提供的循環水量、供水溫度、供水壓力,以保證多熱源聯網運行的需要。
  2、熱源循環水泵的選型與安裝技術措施
  各熱源由于在多熱源聯網運行中所起的作用不同,在運行調節的各種工況下所需要的流量和壓力也不同。因此在循環水泵的選型上也各不相同。但總的原則和所遵循的規律是:
  (1)循環水泵的流量,應根據每個熱源發揮最大供熱能力時,而供回水溫差又最小的情況下來確定。
  主熱源的循環水泵應能滿足供熱初期和末期全系統對循環水量的要求,而各調峰熱源的循環水泵除了能滿足調峰熱源的全部啟運時的循環水量之外,還應滿足在主熱源事故狀態時熱網所需要的最低循環水量的要求。
  (2)循環水泵的揚程應按該熱源循環水量最大時,能達到最遠供熱半徑時的水力計算結果來確定。
  (3)常運行的循環水泵最好是變速泵。而備用泵可為恒速泵。
  (4)每個熱源也可選用幾臺不同型號的恒速泵來滿足各種工況下系統的要求。每種工況下只開啟其中一臺泵。以往那種在一個熱源選用多臺同型號水泵并聯運行,以滿足各種工況的設計方法是不可取的,是最不經濟的方法,必須改變。
 (5)為了節約電能和降低造價,應改變在循環水泵出口處安裝止回閥的做法。因為供熱系統和給排水系統是不同的,它是閉合環路,當循環水泵停止工作時,水泵前后的壓強相等,水不會倒流,在一個熱源有多臺循環水泵時,只需把不運行的水泵進、出口閥門關閉即可。
  3、水定壓的方式與水處理設備
  多熱源系統運行時,只需在主熱源為全系統補水定壓。各調峰熱源只需設置備用補水設備即可,它們只是在系統啟運前的充水期間和熱網大量失水、主熱源補水量無法滿足全網需求時才使用。因此,只在主熱源設水處理設備即可。
  六、熱網設計的技術措施
  多熱源系統的管網與單熱源系統有很大的差別。它不完全遵循由大管徑到小管徑的變化規律。在實際設計時可參照以下方法進行:
  1、根據熱源的分布形式確定主管網的組成
  如系統是雙熱源且熱源分別在系統的兩端,主管網采用支狀管網或環狀管網均可。如系統是多熱源,主管網最好是采用環狀管網的布置形式。環狀管網的優點簡單說有如下幾點:
  (1)環狀管網可自動優化水力工況,平衡供熱效果,使最不利點得到改善。其原理如下:
  在圖五中如果關閉E點的供回水閥門,就會使E處的左側和右側管網變成枝狀管網。如果E處的右側熱用戶或管道阻力大,就會在E處閥門兩側形成兩個不同的供回水壓強,使E點右側的R11熱力站資用壓頭小于左側R12的資用壓頭,并有可能使R11的資用小于最低要求值。此時即使把R11的調節閥全部打開,也無法滿足供熱要求,從而發生水力失調。(見圖八)
  如果此時打開E點的供回水閥門,使兩個枝狀管網變成環狀管網。在E點兩側壓強的作用下,管網中的水會自動達到新的平衡,使水壓圖變成圖九中的實踐狀態(圖中的虛線為打開閥門時的情況,圖中A點為此時環網的水力平衡點)。這時R11的資用壓頭升高,自動優化了水力工況,使供熱效果得到改善。大大提高了整個系統的供熱均衡率,即節約了能源,又提高了供熱質量。
  (2)環狀管網提高了熱網運行的安全性
  當某處管網發生事故時,可關閉此處兩端就近的閥門進行搶修,而其余部分可繼續供熱,大大減少了事故的影響。
  (3)環狀管網給熱網的逐年擴大和熱用戶與管網的連接提供了許多方便條件。
  由于水分流的環路多,各支管中水的流速比枝狀管網相對減小,同時還因加大了熱力站的資用壓頭,從而提高了全網的水力穩定性,使系統的供熱質量得到提高。
  2、各熱源的進、出口管徑
  各熱源的進、出口管徑應根據各熱源已確定循環水泵的流量來決定。為提高管網的水力穩定性,進、出口管道的比摩阻應小一些,一般在40Pa/m以下。
  3、熱源之間的主干線
  主熱源和調峰熱源之間應有一條大管徑作為主干線,把各熱源連在一起,用以加強各熱源互為備用,互相支援時有較好的水力工況(如圖一中的黑線)。
  4、支線管徑與管網總平面圖
根據所負擔的熱負荷的大小來初步確定各支線的管徑,并畫出多熱源系統的管網圖。
  5、水力計算和水壓圖
  按幾種不同的運行工況對主干線和最不利環路進行水力計算,并畫出相應的水壓圖,經認真比較后,最后再確定主干線和各支線的管徑。其主要運行工況有:
  (1)調峰熱源不運行,全系統均由主熱源供熱時;
  (2)主熱源和調峰熱源全部運行時;
  (3)主熱源發生事故,全系統由調峰熱源在事故狀態下供熱時。
  七、熱源啟運規律與調度
  多熱源系統的各熱源何時啟運,是由系統熱負荷的變化決定的。一般的規律是:
  1、采暖初期和末期
  在采暖期的初期和末期,系統負荷小,這時只啟運熱效率較高的主熱源。
  2、采暖尖峰期
  隨著室外溫度的下降,熱負荷增加到主熱源已無法滿足系統要求時,再逐個啟運調峰熱源。
  3、主熱源事故期
  在主熱源發生事故無法供熱時,為盡量縮小事故影響,應全部啟運各調峰熱源,同時盡量加大調峰熱源的循環水量和鍋爐燃燒強度,維持全網事故狀態下的運行。
  4、熱源的調度
  熱源的具體啟運時間和提供供熱量的大小,都應由生產調度部門統一調度,各熱源不能自己決定。如果其中某個熱源是獨自經營的企業,則可在這個熱源的出口設計量裝置,按其供熱量的多少結算。生產調度部門在每個采暖期前,應該根據本采暖期的熱負荷,制定出隨室溫變化的供熱調節表。在供熱期間依此指揮系統的運行調節。
  八、多熱源聯合供熱的運行調節
  多熱源系統的運行調節,需要根據系統的組成形式、各熱源的供熱能力、熱網的狀況和多熱源聯合運行時水力工況的特點等因素,運用供熱的基本理論進行綜合分析,抓住主要矛盾,然后制定出合理的運行方案和簡單易行的調節方法。
  1、運行調節的內容和手段
  (1)運行調節的內容是由供熱量的調節和水力工況的調節兩部分組成的,其中:
  供熱量的調節包括:
  啟運熱源數
  鍋爐運行臺數和燃燒溫度
  熱源加熱器運行臺數
  熱源總循環水量
  水力工況的調節包括:
  熱網總循環水量
  熱網總供水壓力
  熱網回水壓力
  熱用戶或熱力站流量分配
  (2)實現運行調節的手段也是由集中調節和局部調節兩部分組成的,其中:集中調節是在熱源進行的,完成調節內容的前七項;局部調節是在熱用戶和熱力站進行的,只完成最后一項調節內容,即流量的合理分配。
  在這里必須著重明確的是:多熱源系統的“運行調節”也是由“集中調節”和“局部調節”兩部分組成的。其中“集中調節”是在熱源進行的,也是對熱源進行調節,使其滿足:
  系統對供熱量的要求,使系統有合格的供水溫度;
  系統對循環水量和供、回水壓力的要求,使系統有合格的回水溫度回水壓力以及熱網最不利點的壓頭。
  “局部調節”是在熱力站或熱用戶進行的,也就是對熱力站和熱用戶進行流量分配的調節,使其達到設計流量。其標志是二級網和熱用戶有合格的供、回水溫度。
  由“集中調節”中完成的流量和壓力的調節,再與“局部調節”的流量分配相結合,才完成了全網水力工況的調節,使全系統處在水力平衡的狀態下運行。
  有了由集中調節中提供的合格供熱量和二級網中調節共同完成的合格的水力工況,全系統才完成了合格的“運行調節”,再配合對熱用戶用熱的管理,才會使熱用戶室溫全部達到供熱標準。
  2、集中調節方案的制定
  由多熱源啟運的規律可知,各熱源是隨著室外溫度的下降而逐個投入運行的。因此對集中調節的形式,經理論分析和實踐證明采用“分階段改變流量的質調節”方案,它更適合多熱源的逐個投運和供熱量的不斷變化。為了實現這個調節方案,在采暖期之前要制定出本采暖期的運行調節表。
  這個運行調節表的制定,簡單敘述如下:
  (1)確定系統在各種溫度下的總熱負荷。
  (2)計算出熱源在這些負荷下應輸出的熱量。
  (3)根據熱源能承擔的供熱量,以室外溫度為分界把供熱期分為若干個階段,從而制定出各熱源啟運的順序。
  (4)根據各熱源循環水泵的流量確定出各階段熱網的總循環水量。
  (5)根據各室外溫度下的輸出熱負荷、總循環水量和設計供回水溫度,計算出各室外溫度下熱網的供回水溫度。
  由以上數據組成本采暖期的供熱調節表,生產調度人員即可按此表指揮多熱源供熱系統的運行調節。
  3、集中調節方案的實施
  供熱系統的生產調度人員根據供熱調節表和室外氣溫的實際情況,對全系統進行集中調節。
  當室外溫度處在主熱源單獨工作的階段時,調節主熱源的供熱量與表中所需熱量相等;調節循環水泵的開度和熱源旁通管II,使進入熱網的總熱量與表中一致,同時供回水溫度與表中一致。此時再配合各熱力站的局部調節,使全系統達到供熱標準。
  當室外溫度處在多熱源聯合工作的階段時,首先使主熱源的供熱量達到其最大值,不足的熱量由調峰熱源負擔。這時,調節調峰熱源啟運的鍋爐臺數和燃燒強度,以保證供熱量,調節循環水泵和旁通管II,以保證循環水量,使調峰熱源的供回水溫度與主熱源一致,而且與供熱調節表一致。此時再根據這一階段系統總循環水量,對各熱力站重新進行局部調節,使系統達到新的水力平衡。
  這里最主要、最關鍵的調節思想是:采取一切手段使各個熱源的供回水溫度達到一致。
  4、水力工況與水壓圖
  充分認識多熱源聯網時的水力工況對系統運行的集中調節是必不可少的。熱源的分布形式不同,管網的形式不同,聯網運行后的水力工況也不同。
  (1)熱源是圖五的布置形式,則管網的水力工況于單熱源的水力工況一樣,只是二個熱源的水泵是并聯關系。其水壓圖如圖十。
  (2)熱源是圖三的布置形式時,二個熱源在熱網中的交匯處供回水壓力相等。交匯處之前分別為二個各自的水壓圖,交匯點后為共同的水壓圖,見圖十一。
  如果調峰熱源的水泵流量揚程更大些,二個熱源循環水的交匯點將超過A點交匯在管網的C點,見圖十二。
  (3)熱源是圖六和圖十的布置形式時,如是直狀管網,則會在熱源之間的某處形成一個水的交匯點或稱水力平衡點。如是環狀管網,就會在熱源之間的某些地方形成多個水的交匯點或稱水力平衡點。這些水力平衡點有如下特點:
  ①此處管網二側的壓力相等,且把兩側熱源的水分開,其中一側為主熱源的水,一側為調峰熱源的水。
  ②如水的交匯點正好落在管網的某個分支點處,其水壓圖如圖十三所示。而二個熱源的水會共同進入這個分支點,只是水量可能不同。
  ③如水的交匯點落在二個分支點之間,則在二個分支點之間會形成一段壓力平衡段。此處水暫時不流動。如圖十四所示:
  ④在熱網運行中水的交匯點不是固定不動的,它像活塞一樣隨著熱網的運行條件和運行中的水力波動而經常變化位置。其變化規律是:當加大某個熱源的循環水量時,這個水的交匯點就會向熱源流量減少或流量沒變的方向移動,又重新形成一個或幾個新的水力平衡點。
  ⑤整個供熱系統被這些水力平衡點分成了幾個相對獨立的供熱區。啟運幾個熱源,就有幾個這樣的供熱區。這些供熱區的大小隨著各熱源流量的變化而變化。一個熱源的流量加大,它所負擔的供熱區就會加大,如果此時這個熱源的供熱量不變,則它的供回水溫度就會減低,反之亦然。整個供熱系統就是用這種方法使各熱源的供、回水溫度趨向一致的。
  5、局部調節的方案與實施
  局部調節是系統運行調節中最重要的一個環節,如果調節不好,就會造成系統的水力失調和熱力失調,就會嚴重地影響系統的供熱質量,必須給以充分的重視。
  局部調節的方法很多,一般分為手動調節、自動調節和半自動調節三大類型。
  (1)手動調節:一般用具有調節功能的調節閥和平衡閥來完成。但這種調節方式由于管網中水量、水壓和熱用戶是經常發生變化的。因此,即使經常調、反復調也很難達到滿意的效果。如果用不具備調節功能的孔板,閘板閥或截止閥等代替調節閥,其效果就會很差,因為這些閥門只具有關斷功能。
  (2)自動調節:它有很多方式,其調節效果較好,但由于其投資大,設備多,對各種元器件的質量、精度和壽命都要求較高,一般中小型的供熱部門不容易實現。
  (3)半自動條件:就是由最近幾年發展起來的自力式流量控制閥來完成,但只需要安裝在熱力站或熱用戶的入口處,按熱力站或熱用戶所需要的流量設定手柄的位置。只要熱網在此處的資用壓頭達到它的工作要求,它就會自動控制此處的流量保持不變,并會自動消除剩余壓頭,不受外網變化的影響。對于系統采用“分階段改變流量的質調節”方式時,應在全網流量改變時,再全部重新設定一次新的流量。在一個采暖期只需要調節幾次就行了。
  目前這種調節方式是設備投資最少、運行調節效果最理想的方式。但在一個系統中不能既有自力式流量控制閥,又有其他形式的閥門共同工作,這樣管網還要處于經常調節的狀態。
  如果采用可帶電動執行器的自力式流量控制閥,只要在中心調度室安裝一套指揮系統,就可遠距離操縱閥門的開度,從而實現集中的非手動的局部調節。這樣,系統的運行調節又向前跨進了一大步。
  以上討論供同行參考,不確切處請斧正。---山西三水冷熱能源投資有限公司 劉衛東 王魁榮 王魁吉
 
 
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