雙熱源供熱運行方案的優化

張述坤 杜志文（中原石油勘探局供熱管理處）

隨著濮陽市及油田的發展，新建樓房供熱面積的不斷增加及工業用蒸汽等原因，在實際運行中，國電熱源不能滿足油田供暖的需要。國電二期工程還遙遙無期，因此，油田基地北區鍋爐房成為事實上的尖峰熱源鍋爐房，用以滿足每年11月15日前、極寒天氣以及國電設備管網故障時油田供熱的需要。在存在國電熱源與基地北區鍋爐房雙熱源運行的工況下，優化雙熱源運行方案，充分利用成本較低的國電熱源，且最大限度保證基地北區鍋爐在啟動后也能夠高效運行，充分利用雙熱源優勢，實現社會與經濟效益最大化。

1 方案的切換原則與方式

當國電熱源滿負荷運行時仍欠供熱量時，需啟動基地北區尖峰熱源鍋爐進行調峰，但因供熱負荷是隨天氣氣溫變化而變化，負荷差額是一個隨天氣氣溫變化的變量，因此作為尖峰熱源的基地北區鍋爐房的負荷也是變量，為了保證鍋爐效率，雙熱源協調運行的原則是盡量保證單臺鍋爐負荷在70%-80%以上運行，盡量避免鍋爐超負荷、低負荷運行工況給鍋爐帶來的不良影響和低效率運行；同時盡量降低管網切換及鍋爐負荷調節頻率，進而提高鍋爐燃燒效率。在協調運行方式上，因兩種熱源水質要求不同，且兩家熱源分屬兩個單位，作為基礎熱源的國電熱源的水質處理工藝基本上不會為尖峰熱源鍋爐房匹配，即鍋爐房水質要求要高于國電管網水質，國電管網的水質不能夠滿足鍋爐的水質要求，因此在運行方式上，只能采取摘網運行，基地北區鍋爐房形成一個獨立的熱網時再進行水處理，使之達到鍋爐運行的標準。在切入方式上根據尖峰負荷大小及一次網分區控制閥門調節能力進行階段性依次遞增或遞減，但切換時需一次切換到位。

2 優化一次網分區控制方案

在2010—2011年供熱期，由于油田基地沒有做好分區控制，在國電熱源不足時，基地北區鍋爐房本應啟動一臺鍋爐即能滿足需要，但因為無法分區供熱，我們啟動了2或3臺鍋爐，致使不能充分利用國電熱源。為了充分利用國電熱源，我們對油田基地應供熱量與國電熱源供熱能力進行了測算，并據此對一次網進行了分區控制改造，實現了最大限度利用國電熱源，見表1。從以上分析知：

1）t＞-6℃時，國電供熱能力能滿足油田供熱。

2）在-7≤t≤-6℃溫度下計算供暖面積約為45×104m2。油田供熱區域選擇供熱站為：測井供熱站、石油學校供熱站、科技新村供熱站，這3個站供熱面積為43.7×104m2，供熱量85GJ/h左右，約為單臺鍋爐80%的負荷率，正處在鍋爐高效運行區間。

表1 各溫度下供熱熱量測算

3）在-8≤t＜-7℃溫度下計算供暖面積約為80×104m2，供熱量為185GJ/h油田供熱區域選擇供熱站為6個站：物探東供熱站、物探西供熱站、水電供熱站、測井供熱站、石油學校供熱站、科技新村供熱站、共計面積83×104m2，供熱量為185 GJ/h，基地北區鍋爐房啟2臺鍋爐負荷控制在90%左右。

4）在t＜-8℃溫度下計算供暖面積約為120×104m2，油田供熱區域選擇供熱站為9個站：物探東供熱站、物探西供熱站、水電供熱站、測井供熱站、石油學校供熱站、科技新村供熱站、文體供熱站、登月供熱站、職工醫院供熱站，約105.8×104m2，供熱量為260GJ/h，基地北區鍋爐房啟3臺鍋爐負荷控制在84%左右。

根據以上天氣計算情況，在綜合考慮國電熱源故障以及濮陽后續供熱面積增加的情況下，在充分保證油田供熱質量的原則下，對油田一次管網進行分區控制改造。

3 方案運行效果

1）2012年至2013冬季據氣象部門統計，年平均氣溫比常年平均氣溫低-1.7℃左右，同時，在國電換熱設備故障低于正常換熱能力的情況下，基地北區鍋爐房根據雙熱源優化的供熱方案執行社會與經濟效益最佳化原則，鍋爐運行分三個時段累計運行90天，熱源分區切換11次，供熱質量及用戶滿意率均高于往年，同時供暖期鍋爐熱效率78%，比上年度同期提高4.1%，節約原煤627 t，節支56.43萬元。

2）供熱管網的分區控制，為優先使用價格低的熱源，降低運行成本打下了基礎。國電熱價2012年是41.32元/GJ，比供熱管理處核算的基地鍋爐房熱源價65元/GJ低23.68元/GJ，2012年使用國電熱源1 820 729GJ，比基地鍋爐供熱節431萬余元，該優化運行雙熱源方案成績顯著。

3）由于國電熱源與基地北區熱效率的差異及環保設備的完善程度差距，使用國電熱源，整個濮陽市減少碳排量2×104t、硫排放5200 t。采用優化雙熱源供熱運行方案確實達到了節能減排降本的效果。