马 亮
(太原市热力公司,山西 太原 030001)
随着城市化进程的加快,城市集中供热规模的发展壮大以及智能化系统的快速发展,多热源联网运行系统作为几个热源联合供热的一种运行方式,在借鉴了国外尤其是北欧一些国家的先进理念和经验后,多热源联网运行供热以其节能经济、安全可靠等优势被国内越来越多城市所采用,逐渐成为我国城市集中供热发展的趋势。
多热源联网运行系统是多个热源管网相互连接、相互协调、互为补充的系统。如果是单热源供热系统,当管网某段发生故障时,故障点之后的用户的供热情况都将会受到影响,而当热源发生故障时,该热源所承担的大片供热面积都将无法得到热量。如果是多热源联网运行系统,当管网某段发生故障时,只要关闭故障点两侧的阀门即可,而当某一热源发生故障时,在热源近端热用户限定流量、远端启动加压泵的情况下,基本能满足大部分区域的负荷要求。
随着能源的过度开发消耗和环境污染的加剧,节约能源、保护环境越来越成为人类追求的目标,城市供热作为能源消耗和污染物排放的重要组成部分,也越来越被人们所关注。对于城市多热源供热系统,在保证供热负荷的前提下,在供热初寒期和末寒期,可以先启用能耗低、效率高的热源(如热电厂供热机组),能耗相对较高、效率较低的热源(如区域锅炉房供热)则可作为调峰热源在严寒期启用,从而降低了热源成本和设备运行及人员投入成本,达到了资源和系统之间的优化配置以及节能、经济、保护环境的目的。
多热源联网运行管网系统对城市规划提出了较高的要求,同时也适应了城市现代化建设的发展,适应了城市发展的不确定性。
以大唐太原第二热电厂和太原城西热源厂为例介绍太原市集中供热多热源联网运行的可行性。
1)大唐太原第二热电厂供热概况。太原市热力公司第二供暖分公司采用热电联产方式供热,热源为大唐太原第二热电厂四期、五期、六期供热机组,供热机组及热网循环泵参数分别为:a.四期:200 MW供热机组2台,供热能力1685 GJ/h;配循环泵5台,其中4台参数为N=1120 kW,H=182 m,G=1188 t/h,1台参数为 N=900 kW,H=182 m,G=1188 t/h。b.五期:200 MW 供热机组1台,供热能力837.3 GJ/h;配循环泵3台,参数为N=1120 kW,H=172.6 m,G=1324 t/h。c.六期:300 MW 供热机组2台,供热能力2512.8 GJ/h;配循环泵5台,参数为N=1800 kW,H=185 m,G=2382 t/h。
2)太原市城西热源厂供热概况。太原市热力公司城西供暖分公司采用区域锅炉房供热,热源为太原市城西热源厂供热锅炉,锅炉及热网循环泵参数为:116 MW锅炉4台;配循环泵6台,参数为 N=1000 kW,H=146 m,G=1800 t/h。
3)目前大唐太原第二热电厂所承担负荷的在运行热力站207座,总供热面积1694万m2,其总设计供热面积为2000 m2。太原市城西热源厂所承担负荷的在运行热力站86座,总供热面积798万m2,其总设计供热面积为750万m2。城西热源厂在严寒期已经超负荷运行的情况下,多热源联网运行供热显得尤为必要。目前太原市热力公司第二供暖分公司与城西供暖分公司连接部分为DN800,DN500供热管道连接,通过对两个热源温度、压力流量的调节,基本可以实现在冬季供热期间尤其是初寒期、末寒期主要热源由大唐太原第二热电厂提供,城西热源厂辅助供热,在严寒期城西热源厂发挥其调峰热源的作用,加大供热能力。这既满足了节能、经济、保护环境的要求,同时也保证了整体热网系统的安全性、稳定性。
4)太原市热力公司第二供暖分公司一次网从电厂通过四、五期DN1000和六期DN1200两条主干线并联运行,四、五期主干线从电厂出口至北大街分支10号阀室全长12.8 km,六期主干线从电厂出口至大同路胜利街口三段16号小室全长10.9 km,分别通过电厂出口(管径DN600,DN500)、金刚堰(胜利街—旱西关,管径 DN900,DN800)、五一路(胜利街—上马街,管径 DN500,DN450)、解放路(北大街—水西门)和三墙路(北大街—旱西关,管径DN300)五处联络管连通;联络管的连通使整个热网呈环状,构成了同类型、同位置热源的简单的多热源联网运行系统,充分发挥了多热源联网运行的安全、可靠、稳定的优点,同时也为热力公司多热源联网运行积累了经验。
借鉴国外大型多热源联网环状管网系统的运行经验,通过对相关供热管网和热力站的新建与技术改造,建成主干线为环状管网的供热管网系统,充分利用太原市尤其是太原市热力公司的各个热源,通过调节各热源及近远端阀门、控制变频泵、开启一次网中继泵和热力站回水加压泵等方法改变热源间、热用户间的流量,满足最不利环路末端用户流量和资用压头的需要,保证热用户的供热需要和热网系统的安全可靠运行,也降低了能源消耗和减少了环境污染,改善了太原市空气质量。
由于多热源集中供热系统热源多、管网复杂的特点,所以多热源联网运行的关键在于各热源热量能否按需分配,满足所有热用户变动热负荷的供热要求,这就要求我们统筹规划供热系统,制定合理的调度方案。随着城市建设的发展、供热相关设施的完善和不断的实践,多热源联网技术必将被很多城市广泛的接受和采用。
[1]张 岩,刘永风,张 蓉.多热源供热系统联网运行技术[J].煤气与热力,2009(7):100-102.
[2]秦绪忠,江 亿.多热源并网供热的水力优化调度研究[J].暖通空调,2001(1):97-98.
[3]张琪欣.浅谈多热源联网技术的优越性[J].科技情报开发与科技,2003(6):120-121.