本文討論了供熱系統實現多熱源聯網運行的必要性。并就其運行調節的基本原則、多點補水定壓以及工況調節的特殊性進行了論述。
國外,特別是北歐,供熱系統多熱源聯網運行已有比較成熟的經驗。我國,自20世紀七十年代末八十年代初以來,沈陽、牡丹江、北京、赤峰、包頭、山東等市縣,也陸續開始進行多熱源聯網運行的嘗試,取得了不少可貴的經驗;在供熱界,對一些共同關注的有關技術問題,也進行了許多有益的探討。今天,在我國經濟建設持續發展、供熱事業突飛猛進、能源供應面臨緊缺的形勢下,對供熱系統多熱源聯網運行進行深化認識是很有必要的。
1、多熱源聯網的必要性
由于對生態、環保的重視以及能源供應的緊張,人們在探討各種能源利用的同時,在供熱界展開了何種供熱方式的爭論。在我國,只要以煤為主的能源格局不改變,集中供熱顯然應該是供熱的主要方式。現在的當務之急,應該把更多的注意力放在“如何保持和提高集中供熱在市場經濟中”的競爭優勢上,因為“老大”的地位是“爭來的”不是“封下的”。提高集中供熱的競爭優勢,可以有很多措施,多熱源聯網就是其中的一項重要措施。
1.1充分發揮節能優勢、提高供熱的經濟性。供熱負荷通常分為基本負荷和尖峰負荷。我國三北地區,供熱天數大致在3個月至6個月左右,其中大部分時間運行在基本負荷下,只有一個月左右的時間運行在尖峰負荷下。雖然尖峰負荷全年的運行時間少,但它的小時熱負荷值卻很大,一般要占到設計熱負荷(即zui大熱負荷)的20~50%左右。對于單熱源的供熱系統,為了保證尖峰熱負荷的需要,通常供熱設備要設置相當大的裝機容量,這是集中供熱投資大的一條重要原因。
如果把單熱源供熱系統改造為多熱源聯網系統,由主熱源擔負基本熱負荷,尖峰熱源承擔尖峰熱負荷,這樣不但可以減少龐大設備進而減少初投資,而且可以使更多的設備在滿負荷下亦即率下運行,其節能效果、降低運行成本的效果是非常顯著的。特別對于以熱電廠為主的多熱源聯網供熱系統,一般熱電廠承擔基本負荷,(熱化系數多為0.5~0.8),更能充分發揮其節能的優勢,多年運行實踐,都證明了這一點。
北京市是全國zui大的供熱系統,2000年開始實行多熱源聯網運行。東區:華能熱電廠為主熱源,供暖季全時運行,擔負728Gcal/h的基本負荷,左家莊、方莊為二個調峰供熱廠,分別擔負300Gcal/h、250Gcal/h熱負荷;西區:京能(石景山)熱電廠為主熱源,擔負615.7Gcal/h基本負荷,雙榆樹供熱廠為調峰熱源,擔負300Gcal/h的調峰負荷。自從多熱源聯網運行以來,左家莊、方莊、雙榆樹三個調峰供熱廠不再全供暖季運行,只是在室外溫度低于-4℃時啟動,全年運行一個多月時間。上述主熱源是熱電廠,燒煤,熱力集團購進熱價12.8元/GJ,而三個調峰供熱廠,均燃天然氣,生產成本近80元/GJ,可見多熱源聯網的節能效益、經濟效益是非常可觀的。
1.2提高了供熱系統的可調性和可靠性,改善了供熱效果。多熱源聯網的供熱系統,由于系統規模大,通常多設計為環形網,并在環網干線上配置調節閥門,這樣無論熱源還是管網,都增加了互補性,一旦出現故障甚至事故,都不必停運維修,只要通過正確的適時協調、調節、調度,就可以滿足供熱需要。這種通過提高供熱系統的可調性和可靠性,進而改善供熱效果,是多熱源聯網的*優勢。
北京市東部地區的熱源供熱量相對比較充足,而西部地區熱源比較緊張,再加上過去的供熱干線基本上都是樹支狀分布,地處市中心部位的熱力站(如市政管委)始終地處東西熱源的zui末端,長期供熱效果不理想,往往需要增設回水加壓泵維持運行。自從市中心供熱管網改造為環形管網,并實行多熱源聯網運行以來,非常理想地實現了“東熱西送”,zui不利的末端熱力站供回水壓差都能保持在0.15MPa以上,供熱效果明顯改善。這是多熱源環網運行提高系統可調性的有力證明。
包頭熱力公司所屬的供熱系統,為雙熱源聯網供熱[7]。主熱源為熱電廠,調峰熱源為2臺29MW的熱水鍋爐。他們多年的運行經驗,很好地說明了多熱源聯網能有效提高供熱系統的可靠性。1995年12月12日至16日,調峰熱源一臺鍋爐除渣機發生事故,停爐檢修,此時正值室外溫度-12.3~-13.5℃的寒冷天氣,供熱廠的供水溫度只能送出53~55℃(要求實際供水溫度為73℃),近75萬平方米的熱用戶達不到室溫要求,居民反映強烈。這時進行緊急協調調度,使熱電廠的運行流量由3350t/h,增加到3540t/h,調峰供熱廠的循環流量從910t/h降為720t/h,這樣使熱電廠的供水溫度始終保持在73℃左右,而調峰熱源供水溫度提高到63~65℃,延伸熱電廠的供熱面積,保證了熱用戶的基本供熱需求,贏得了必要的搶修時間。
1.3促進*的應用,提高管理運行水平。燃煤的集中供熱系統,為了提高系統的能效,其發展趨勢仍然是我們一貫堅持的——擴大供熱規模,提高鍋爐熱容量,實現大型集中供熱。現在,全國范圍內,鍋爐容量為29MW、56MW,供熱面積在幾百萬平方米以上的供熱系統越來越多。在這種情況下,如何克服粗放經營、提高管理運行水平、進而提高市場經濟的競爭能力,*的出路,就是從設計、施工安裝到管理運行加大供熱系統的技術含量。當前,緊迫的任務,就是大型集中供熱系統應盡快實現多熱源聯網運行,在此基礎上實行計算機自動監控、變頻調速、信息管理、優化調度、計量收費等*,我國的供熱事業才能在經濟、可靠和有效的目標中健康發展。
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