馬 亮
(太原市熱力公司,山西 太原 030001)
隨著城市化進程的加快,城市集中供熱規模的發展壯大以及智能化系統的快速發展,多熱源聯網運行系統作為幾個熱源聯合供熱的一種運行方式,在借鑒了國外尤其是北歐一些國家的先進理念和經驗后,多熱源聯網運行供熱以其節能經濟、安全可靠等優勢被國內越來越多城市所采用,逐漸成為我國城市集中供熱發展的趨勢。
多熱源聯網運行系統是多個熱源管網相互連接、相互協調、互為補充的系統。如果是單熱源供熱系統,當管網某段發生故障時,故障點之后的用戶的供熱情況都將會受到影響,而當熱源發生故障時,該熱源所承擔的大片供熱面積都將無法得到熱量。如果是多熱源聯網運行系統,當管網某段發生故障時,只要關閉故障點兩側的閥門即可,而當某一熱源發生故障時,在熱源近端熱用戶限定流量、遠端啟動加壓泵的情況下,基本能滿足大部分區域的負荷要求。
隨著能源的過度開發消耗和環境污染的加劇,節約能源、保護環境越來越成為人類追求的目標,城市供熱作為能源消耗和污染物排放的重要組成部分,也越來越被人們所關注。對于城市多熱源供熱系統,在保證供熱負荷的前提下,在供熱初寒期和末寒期,可以先啟用能耗低、效率高的熱源(如熱電廠供熱機組),能耗相對較高、效率較低的熱源(如區域鍋爐房供熱)則可作為調峰熱源在嚴寒期啟用,從而降低了熱源成本和設備運行及人員投入成本,達到了資源和系統之間的優化配置以及節能、經濟、保護環境的目的。
多熱源聯網運行管網系統對城市規劃提出了較高的要求,同時也適應了城市現代化建設的發展,適應了城市發展的不確定性。
以大唐太原第二熱電廠和太原城西熱源廠為例介紹太原市集中供熱多熱源聯網運行的可行性。
1)大唐太原第二熱電廠供熱概況。太原市熱力公司第二供暖分公司采用熱電聯產方式供熱,熱源為大唐太原第二熱電廠四期、五期、六期供熱機組,供熱機組及熱網循環泵參數分別為:a.四期:200 MW供熱機組2臺,供熱能力1685 GJ/h;配循環泵5臺,其中4臺參數為N=1120 kW,H=182 m,G=1188 t/h,1臺參數為 N=900 kW,H=182 m,G=1188 t/h。b.五期:200 MW 供熱機組1臺,供熱能力837.3 GJ/h;配循環泵3臺,參數為N=1120 kW,H=172.6 m,G=1324 t/h。c.六期:300 MW 供熱機組2臺,供熱能力2512.8 GJ/h;配循環泵5臺,參數為N=1800 kW,H=185 m,G=2382 t/h。
2)太原市城西熱源廠供熱概況。太原市熱力公司城西供暖分公司采用區域鍋爐房供熱,熱源為太原市城西熱源廠供熱鍋爐,鍋爐及熱網循環泵參數為:116 MW鍋爐4臺;配循環泵6臺,參數為 N=1000 kW,H=146 m,G=1800 t/h。
3)目前大唐太原第二熱電廠所承擔負荷的在運行熱力站207座,總供熱面積1694萬m2,其總設計供熱面積為2000 m2。太原市城西熱源廠所承擔負荷的在運行熱力站86座,總供熱面積798萬m2,其總設計供熱面積為750萬m2。城西熱源廠在嚴寒期已經超負荷運行的情況下,多熱源聯網運行供熱顯得尤為必要。目前太原市熱力公司第二供暖分公司與城西供暖分公司連接部分為DN800,DN500供熱管道連接,通過對兩個熱源溫度、壓力流量的調節,基本可以實現在冬季供熱期間尤其是初寒期、末寒期主要熱源由大唐太原第二熱電廠提供,城西熱源廠輔助供熱,在嚴寒期城西熱源廠發揮其調峰熱源的作用,加大供熱能力。這既滿足了節能、經濟、保護環境的要求,同時也保證了整體熱網系統的安全性、穩定性。
4)太原市熱力公司第二供暖分公司一次網從電廠通過四、五期DN1000和六期DN1200兩條主干線并聯運行,四、五期主干線從電廠出口至北大街分支10號閥室全長12.8 km,六期主干線從電廠出口至大同路勝利街口三段16號小室全長10.9 km,分別通過電廠出口(管徑DN600,DN500)、金剛堰(勝利街—旱西關,管徑 DN900,DN800)、五一路(勝利街—上馬街,管徑 DN500,DN450)、解放路(北大街—水西門)和三墻路(北大街—旱西關,管徑DN300)五處聯絡管連通;聯絡管的連通使整個熱網呈環狀,構成了同類型、同位置熱源的簡單的多熱源聯網運行系統,充分發揮了多熱源聯網運行的安全、可靠、穩定的優點,同時也為熱力公司多熱源聯網運行積累了經驗。
借鑒國外大型多熱源聯網環狀管網系統的運行經驗,通過對相關供熱管網和熱力站的新建與技術改造,建成主干線為環狀管網的供熱管網系統,充分利用太原市尤其是太原市熱力公司的各個熱源,通過調節各熱源及近遠端閥門、控制變頻泵、開啟一次網中繼泵和熱力站回水加壓泵等方法改變熱源間、熱用戶間的流量,滿足最不利環路末端用戶流量和資用壓頭的需要,保證熱用戶的供熱需要和熱網系統的安全可靠運行,也降低了能源消耗和減少了環境污染,改善了太原市空氣質量。
由于多熱源集中供熱系統熱源多、管網復雜的特點,所以多熱源聯網運行的關鍵在于各熱源熱量能否按需分配,滿足所有熱用戶變動熱負荷的供熱要求,這就要求我們統籌規劃供熱系統,制定合理的調度方案。隨著城市建設的發展、供熱相關設施的完善和不斷的實踐,多熱源聯網技術必將被很多城市廣泛的接受和采用。
[1]張 巖,劉永風,張 蓉.多熱源供熱系統聯網運行技術[J].煤氣與熱力,2009(7):100-102.
[2]秦緒忠,江 億.多熱源并網供熱的水力優化調度研究[J].暖通空調,2001(1):97-98.
[3]張琪欣.淺談多熱源聯網技術的優越性[J].科技情報開發與科技,2003(6):120-121.