集中供熱系統(tǒng)的調(diào)峰形式研究

摘 要：目前我國的幾種供熱系統(tǒng)主要體現(xiàn)三個(gè)方面，一是如使用冰箱，洗衣機(jī)，照明，使用炊具做到等家庭日常活動的家庭式民用的小型供熱系統(tǒng)，二是像學(xué)校，醫(yī)院等非民用公共設(shè)施供熱系統(tǒng)，三是像大型的購物中心，高檔的酒店和寫字樓等大型供熱系統(tǒng)。而在北方的城鎮(zhèn)在冬天更是有集中供暖系統(tǒng)。所以冬天集中供熱系統(tǒng)中恰當(dāng)?shù)恼{(diào)峰方式可以節(jié)約能源。不同的供熱公司有著不同的規(guī)模，不同的管理模式會使得城鎮(zhèn)的供熱存在著分布不均的問題，供熱過度導(dǎo)致的居民不得不開窗通風(fēng)散熱，這就造成了供熱系統(tǒng)熱量的利用率大大降低。本文將針對供熱系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行研究，促進(jìn)我國能源可持續(xù)發(fā)展的利用和供熱系統(tǒng)的完善。

關(guān)鍵詞：集中供熱；一級網(wǎng)調(diào)峰；二級網(wǎng)調(diào)峰；綠色發(fā)展

近幾年來，隨著我過建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑面積的發(fā)展速度加快，但是集中供熱面積的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及建筑面積的發(fā)展，這就導(dǎo)致供熱系統(tǒng)供熱不均衡。這種情況在我國的北方非常的常見。這種情況的出現(xiàn)說明國家綜合的供熱系統(tǒng)效率僅為百分之三十五到百分之五十五，集中供熱系統(tǒng)的不完善會使得供熱能源的利用率下降，從而導(dǎo)致能源的理發(fā)浪費(fèi)。為了響應(yīng)國家的綠色發(fā)展，能源的可持續(xù)發(fā)展，我認(rèn)為可以從三個(gè)方面著手，一是改善供熱的方式，二是調(diào)節(jié)和改善管網(wǎng)系統(tǒng)，三是通過改善供熱系統(tǒng)機(jī)器來提高能源的效率。通過對這三方面的改造，有望能夠降低我國百分之三十的能耗，在集中供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1.多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)

多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)就是指包含多個(gè)熱源且熱源共用一個(gè)管網(wǎng)的供熱系統(tǒng)。在供熱系統(tǒng)工作時(shí)，多個(gè)熱源之間合作運(yùn)行且互不影響的供熱形式。這種集中供熱的形式在西歐，美洲等國家都已經(jīng)普及了，而我國作為發(fā)展中國家，集中供熱的發(fā)展起步比較遲。由于人口基數(shù)較大的問題我國在發(fā)展集中供熱時(shí)也遇到了很多的問題。像東部地區(qū)集中供熱已經(jīng)有了較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，但中西部地區(qū)供熱系統(tǒng)還不夠完善。多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)在供熱質(zhì)量，供熱能源，供熱安全，供熱效率方面起到了不可替代的作用。

目前我國多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)有兩種方式：一是調(diào)峰鍋爐和熱電廠相互結(jié)合的供熱系統(tǒng)。即在熱電廠和調(diào)峰鍋爐的供熱系統(tǒng)中為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，將把區(qū)域鍋爐置于熱電廠較為通風(fēng)的出口處。這樣調(diào)峰鍋爐和熱電廠就可以分散布置。當(dāng)室外溫度高的時(shí)候，熱電廠進(jìn)行全區(qū)供熱，是供熱系統(tǒng)中的主要供熱源；當(dāng)室外溫度較低時(shí)，熱電廠的負(fù)荷超過了本身的工作能力，這時(shí)候就需要區(qū)域鍋爐房開始進(jìn)行供熱工作，將溫度提高達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并傳送到整個(gè)供熱系統(tǒng)的各個(gè)網(wǎng)路。二是幾個(gè)熱電廠為主要熱源，其他熱電廠為調(diào)峰熱源。當(dāng)主電廠的供熱能力不足時(shí)，其他電廠集中加熱并循環(huán)水保證網(wǎng)路能夠有均衡的熱能流量。

2.集中供熱系統(tǒng)一級網(wǎng)調(diào)峰的幾種運(yùn)行方式

集中供熱系統(tǒng)是具有季節(jié)性的，其負(fù)荷能力會隨著溫度的變化而變化。通過研究在集中供熱系統(tǒng)有關(guān)通風(fēng)和采暖的有關(guān)規(guī)定，在采暖期間，當(dāng)室外溫度超過了之前統(tǒng)計(jì)的平均溫度，這樣實(shí)際供熱量就會超過市場所需要的熱量，造成機(jī)組的發(fā)電量增加導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和發(fā)電廠發(fā)電效率的降低。所以像原來用設(shè)計(jì)熱電荷的方法來選擇機(jī)組的方式并不合理，所以在設(shè)計(jì)熱電荷時(shí)可以選擇一個(gè)小于1的系數(shù)，使得機(jī)組在最大負(fù)荷量的情況下增加使用時(shí)間，這樣當(dāng)室外溫度過低時(shí)熱負(fù)荷量不足可以用其他方式補(bǔ)充高峰負(fù)荷，這就是供熱系統(tǒng)中的調(diào)峰。

調(diào)峰鍋爐房在集中供熱系統(tǒng)中起到了輔助熱電廠的作用。當(dāng)熱電廠產(chǎn)生的熱電荷量不足時(shí)調(diào)峰鍋爐房運(yùn)作補(bǔ)充熱電荷從而保證供電能力。調(diào)峰鍋爐房既可以置于熱電廠外，也可以置于熱電廠的內(nèi)部，根據(jù)調(diào)峰熱源的參數(shù)，調(diào)節(jié)方式及其位置。以串聯(lián)，并聯(lián)，切斷三個(gè)運(yùn)營方式熱電廠連接。（1）串聯(lián)方式：這種方式大部分在熱電廠內(nèi)進(jìn)行，主要是在熱負(fù)荷高峰時(shí)加熱主熱源供出的水以后送往外網(wǎng)用戶的過程。其運(yùn)行方式就是控制一定的水溫在固定的流量。這種串聯(lián)的形式一般設(shè)置在熱電廠的高峰加熱器或者在調(diào)峰鍋爐房內(nèi)。（2）并聯(lián)方式：這種方式就是在熱負(fù)荷高峰期時(shí)，采用分流的方式分別用主要熱源和調(diào)峰熱源共同加熱，最后將其加熱水進(jìn)行混合送去外網(wǎng)用戶的過程。調(diào)峰熱源和主熱源的位置不能太遠(yuǎn)，這樣會導(dǎo)致熱能的損耗。（3）切斷形式：這種形式是將調(diào)峰熱源及其所想關(guān)的設(shè)備切斷與主熱源及其設(shè)備的聯(lián)系自成體系的一種運(yùn)行方式。將鍋爐房作為調(diào)峰熱源時(shí)運(yùn)用切斷形式是為了減少熱能損耗常用的方式。

而在我國目前最常用的是并聯(lián)和切斷形式。第一種方式適用于調(diào)峰熱源和主熱源距離近時(shí)，主熱源的水流出，輔助熱源進(jìn)行二次加熱以后以兩極加熱的方式送往用戶的過程。第二種方式則適用于調(diào)峰熱源設(shè)備與主熱源距離較遠(yuǎn)，分布比較分散的情況，也就是在平峰時(shí)由主熱源供給熱量給用戶，在高峰期是主熱源負(fù)荷量由調(diào)峰熱源承擔(dān)一部分，調(diào)峰熱源為部分用戶供給熱量。

3.集中供熱的二級網(wǎng)調(diào)峰

上述我們提到的是一級網(wǎng)的調(diào)峰過程，主要是由主熱源和調(diào)峰熱源構(gòu)成的多能源聯(lián)合供熱系統(tǒng)，無論距離的遠(yuǎn)近和調(diào)峰時(shí)所用的方式都屬于一級網(wǎng)的嗇園調(diào)峰，而二級網(wǎng)調(diào)峰是在一級網(wǎng)的基礎(chǔ)上改善了對熱源進(jìn)行調(diào)控的系統(tǒng)。

二級網(wǎng)是只有一個(gè)主熱源分布在一級網(wǎng)，其他的輔助設(shè)備，即調(diào)峰熱源均設(shè)置在二級網(wǎng)中，為了方便加熱和對熱源的管理，調(diào)峰熱源一般設(shè)置在各個(gè)熱量交換站附近。調(diào)控?zé)嵩粗g也可以用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式進(jìn)行連接加熱以保證熱量的質(zhì)量。此調(diào)峰設(shè)備可以是儲熱器也可以是燃料鍋爐。

在二級網(wǎng)運(yùn)行中，如果室外氣溫高于或等于主熱源群供給的熱量時(shí)，主熱源所產(chǎn)生的熱量就可以滿足用戶的需求，不用啟用輔助熱源。如果當(dāng)室外氣溫低于主熱源所負(fù)荷的熱量時(shí)，二級網(wǎng)就會啟用調(diào)峰電源對主電源流出得水進(jìn)行再加熱得過程，直到所供給的熱量超過室外氣溫時(shí)方可得到用戶的滿意。由此看來。我們需要一個(gè)專門的負(fù)責(zé)人來記錄出最近天氣溫度的平均值，通過天氣得平均值來設(shè)置主熱源所產(chǎn)出的固定熱量，避免主熱源材料浪費(fèi)的現(xiàn)象。

4.供熱系統(tǒng)的綠色可持續(xù)發(fā)展

在以上一級網(wǎng)和二級網(wǎng)的調(diào)峰過程中，為了滿足客戶的需要我們用了很多種調(diào)峰的形式，但是在熱源工作時(shí)減少能源的損耗實(shí)現(xiàn)能源的綠色利用我提出了以下幾點(diǎn)解決辦法：（1）整合城市中優(yōu)質(zhì)的供熱熱源并與周邊地區(qū)的熱源一起整合資源，城市集中供熱調(diào)峰的技術(shù)也可以在周邊地區(qū)得到廣泛的得到運(yùn)用。（2）通貨整合需供熱用戶，構(gòu)建一個(gè)誠實(shí)的集中供熱體系。（3）在初末寒冷期間只采用主熱源供熱的方法為用戶供熱。（4）在寒冷期除主熱源持續(xù)供熱外，一極網(wǎng)和二級網(wǎng)應(yīng)啟用調(diào)峰熱源對熱量進(jìn)行再加熱。通過集中熱源，集中用戶，多能源供熱的方式來減少能源的損耗，提高每一個(gè)機(jī)器的使用率，讓集中供熱系統(tǒng)在用戶滿意得前提下能夠促進(jìn)能源的綠色使用，用可持續(xù)發(fā)展的理念和綠色企業(yè)的思想來建設(shè)一個(gè)完善的集中供熱體系。

5.結(jié)語

本文針對我國集中供熱系統(tǒng)調(diào)峰形式的研究通過對一級網(wǎng)調(diào)峰，二級網(wǎng)調(diào)峰中所用到的調(diào)峰方式，以及如何利用天氣溫度的變化來改變主熱源熱能供應(yīng)量以達(dá)到能源綠色利用的成果。目前我國提倡節(jié)能發(fā)展，文中針對此方面也提出了幾點(diǎn)建議，希望未來我國的集中供熱系統(tǒng)可以更加完善。

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作者簡介：

劉新宇（1979年3月），男，漢族，畢業(yè)于長春工程學(xué)院，本科學(xué)歷，熱能與動力工程專業(yè)，主要從事熱網(wǎng)運(yùn)行及調(diào)峰工作。