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供热多热源运行的必要性和技术问题分析 

发布时间:2015/03/05

  本文讨论了供热系统实现多热源联网运行的必要性。并就其运行调节的基本原则、多点补水定压以及工况调节的特殊性进行了论述。
  国外,特别是北欧,供热系统多热源联网运行已有比较成熟的经验。我国,自20世纪七十年代末八十年代初以来,沈阳、牡丹江、北京、赤峰、包头、山东浮山等市县,也陆续开始进行多热源联网运行的尝试,取得了不少可贵的经验;在供热界,对一些共同关注的有关技术问题,也进行了许多有益的探讨。今天,在我国经济建设持续发展、供热事业突飞猛进、能源供应面临紧缺的形势下,对供热系统多热源联网运行进行深化认识是很有必要的。-大港油田矿区服务事业部李宝柱
  1、多热源联网的必要性
  由于对生态、环保的重视以及能源供应的紧张,人们在探讨各种能源利用的同时,在供热界展开了何种供热方式最好的争论。在我国,只要以煤为主的能源格局不改变,集中供热显然应该是供热的主要方式。现在的当务之急,应该把更多的注意力放在"如何保持和提高集中供热在市场经济中"的竞争优势上,因为"龙头老大"的地位是"争来的"不是"封下的"。提高集中供热的竞争优势,可以有很多措施,多热源联网就是其中的一项重要措施。
  1.1充分发挥节能优势、提高供热的经济性。供热负荷通常分为基本负荷和尖峰负荷。我国三北地区,供热天数大致在3个月至6个月左右,其中大部分时间运行在基本负荷下,只有一个月左右的时间运行在尖峰负荷下。虽然尖峰负荷全年的运行时间少,但它的小时热负荷值却很大,一般要占到设计热负荷(即最大热负荷)的20~50%左右。对于单热源的供热系统,为了保证尖峰热负荷的需要,通常供热设备要设置相当大的装机容量,这是集中供热投资大的一条重要原因。
  如果把单热源供热系统改造为多热源联网系统,由主热源担负基本热负荷,尖峰热源承担尖峰热负荷,这样不但可以减少庞大设备进而减少初投资,而且可以使更多的设备在满负荷下亦即高效率下运行,其节能效果、降低运行成本的效果是非常显著的。特别对于以热电厂为主的多热源联网供热系统,一般热电厂承担基本负荷,(热化系数多为0.5~0.8),更能充分发挥其高效节能的优势,多年运行实践,都证明了这一点。
  北京市是全国最大的供热系统,2000年开始实行多热源联网运行。东区:华能热电厂为主热源,供暖季全时运行,担负728Gcal/h的基本负荷,左家庄、方庄为二个调峰供热厂,分别担负300Gcal/h、250Gcal/h热负荷;西区:京能(石景山)热电厂为主热源,担负615.7Gcal/h基本负荷,双榆树供热厂为调峰热源,担负300Gcal/h的调峰负荷。自从多热源联网运行以来,左家庄、方庄、双榆树三个调峰供热厂不再全供暖季运行,只是在室外温度低于-4℃时启动,全年运行一个多月时间。上述主热源是热电厂,烧煤高效,热力集团购进热价12.8元/GJ,而三个调峰供热厂,均燃天然气,生产成本近80元/GJ,可见多热源联网的节能效益、经济效益是非常可观的。
  1.2提高了供热系统的可调性和可靠性,改善了供热效果。多热源联网的供热系统,由于系统规模大,通常多设计为环形网,并在环网干线上配置调节阀门,这样无论热源还是管网,都增加了互补性,一旦出现故障甚至事故,都不必停运维修,只要通过正确的适时协调、调节、调度,就可以满足供热需要。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。
  北京市东部地区的热源供热量相对比较充足,而西部地区热源比较紧张,再加上过去的供热干线基本上都是树支状分布,地处市中心部位的热力站(如市政管委)始终地处东西热源的最末端,长期供热效果不理想,往往需要增设回水加压泵维持运行。自从市中心供热管网改造为环形管网,并实行多热源联网运行以来,非常理想地实现了"东热西送",最不利的末端热力站供回水压差都能保持在0.15MPa以上,供热效果明显改善。这是多热源环网运行提高系统可调性的有力证明[8](数字标注在文章结尾处有来源引用说明)。
  包头热力公司所属的供热系统,为双热源联网供热[7]。主热源为热电厂,调峰热源为2台29MW的热水锅炉。他们多年的运行经验,很好地说明了多热源联网能有效提高供热系统的可靠性。1995年12月12日至16日,调峰热源一台锅炉除渣机发生事故,停炉检修,此时正值室外温度-12.3~-13.5℃的寒冷天气,供热厂的供水温度只能送出53~55℃(要求实际供水温度为73℃),近75万平方米的热用户达不到室温要求,居民反映强烈。这时进行紧急协调调度,使热电厂的运行流量由3350t/h,增加到3540t/h,调峰供热厂的循环流量从910t/h降为720t/h,这样使热电厂的供水温度始终保持在73℃左右,而调峰热源供水温度提高到63~65℃,延伸热电厂的供热面积,保证了热用户的基本供热需求,赢得了必要的抢修时间。
  1.3促进高新技术的应用,提高管理运行水平。燃煤的集中供热系统,为了提高系统的能效,其发展趋势仍然是我们一贯坚持的——扩大供热规模,提高锅炉热容量,实现大型集中供热。现在,全国范围内,锅炉容量为29MW、56MW,供热面积在几百万平方米以上的供热系统越来越多。在这种情况下,如何克服粗放经营、提高管理运行水平、进而提高市场经济的竞争能力,唯一的出路,就是从设计、施工安装到管理运行加大供热系统的技术含量。当前,紧迫的任务,就是大型集中供热系统应尽快实现多热源联网运行,在此基础上实行计算机自动监控、变频调速、信息管理、优化调度、计量收费等高新技术,我国的供热事业才能在经济、可靠和有效的目标中健康发展。