多热源联网供热运行期间存在的主要问题和运行调节方案

付悦

（太原市热力集团有限责任公司，山西太原 030001）

0 引言

目前，国外多热源联网供热领域已经有了较为成熟的技术，尤其是北欧国家已经形成了相当的规模，而我国的多热源供热联网的尝试则起步于20 世纪80 年代[1-3]，在部分北方大城市运行，并在技术上取得了一定的进展。目前，多热源联网供热已经成为供热领域的大势所趋。城市规模的不断扩大，城市经济水平的持续提升，能源供应的越发紧张，这就需要对多热源联网供热有更多的探索和应用[4-9]。

1 多热源联网供热的优势和主要问题

多热源联网供热就是指在一个供热系统当中存在较多数量的热源，这些热源共同使用一个管网[10]。我国集中供热发展较晚，且目前主要集中于大中型城市，很多小城市及乡镇则仍然没有普及，无法适应用户的取暖需要。因而为了适应民生需求、对供热结构进行优化[11-14]，因而多热源联网供热在目前的供热体系中得到了一定的重视。

1.1 多热源联网供热的优势

多热源联网供热最大的优势就是减少资源和能源的浪费，更加充分地利用热能，以节约能源，让系统供热质量得到提升，其优势具体表现在以下4 点。

（1）可以让整个集中供热系统的安全可靠性得到提升。在传统的单热源集中供热系统当中，如果发生事故，导致无法供热[15-16]，则会导致供热网络陷入瘫痪，而对于多热源供热系统而言，可以在其他热源增加供热量来确保用户的供暖质量不会下降，在故障热源维修完毕后，即可让其他热源恢复正常运行。因而多热源联网供热系统的安全性和可靠性相比传统的单热源供热系统而言得到了极大的提升，促使多个热源之间可以实现相互替代和协调。

（2）可以更为灵活地调整多个热源。在多热源供热体系当中，不同的热源供热情况都可以进行动态化调整，让热源效率得到提升，以节约能源。集中供热系统当中的每个热源都可以结合本地区的气候特点和热负荷延续时间图来对现有的供热方案进行调整[17]。采暖期各个热源都在较长时间内处于部分负荷状态下运行，在能够适应用户采暖需求的基础上，可以尽量让高效热源满负荷运行，来延长供热时间，并且适当降低低效能热源的供热量，以达到节约能源的效果。

（3）可以让供热系统水力工况稳定性得到进一步提升。由于很多城市的供热管网的面积较大，而多数热网采用的是环状管网将各个热源连接起来从而实现供热功能。在联网供热的技术之歘小，由于热网比摩阻处于较低水平，同时各个换热站的压头较大，这也给水力工况的稳定性提供了一定的保障。

（4）对于集中供热系统的长期发展有积极作用是。由于热电厂属于大型设施，有着较长的建设时间，并且初期投资较大，因而可以在初期建立多个区域锅炉房以提高供热效率，在热用户增加供热面积需求之后，即可将热电厂、区域锅炉房共同纳入到联网供热体系当中，从而节约成本。与此同时，包括地热、太阳能以及垃圾焚烧热能在内新能源的规模不断扩大，多热源联网供热也可以吸纳多种能源。

1.2 多热源联网供热存在的问题

在上文分析中探讨了多热源联网供热的技术优势，但是实际上和单热源供热系统相比，多热源联网供热系统的结构更加复杂，这种供热形式的问题主要在以下4 个方面得到体现：①负荷难以合理分配；②各个热源的协调启动需要配合；③调解方案不易选择；④多热源位置的选定困难。

2 多热源联网供热原则分析

多热源联网供热系统的设计和运行工作，其管网有着更加复杂的结构和分布，因而水力、热力以及调节工况也变得更加复杂，举例来说，多热源联网供热系统的管网当中就存在水力平衡点，同时多点补水、多点定压也有着一定的技术难度，所以应当在工程设计和运行的过程中计算供热系统能够输出的热能总量、系统内不同区域的流量分配，从多个方面来组合论证优化方案，从而让联合供热系统的安全可靠性优势得到发挥。具体来说，多热源联网供热系统的设计和运行过程中应当遵循以下原则。

（1）可以在热电厂和外置区域锅炉房联合供热系统设计环节，就直接完成运行方案的选定，例如可以采用直连、间连或直接混水的方式进行供热；供热调峰的过程中，热电厂主热源也需要和外置调峰锅炉房之间选择具体的运行方式；在供热调节方面，则可以结合实际情况选择调节形式，也可以将多种调节形式结合起来。例如质调节是指改变网络供水温度，而量调节则是调整管路水流量。

（2）热电厂和供热外网无论是设计还是运行，都需要采取经济技术来进行调整。多热源供热系统结构当中，管网设计水平直接决定系统运行能力，在管径计算和管网当中需要关断阀门，并且在中级加压泵的参数方面的选择也直接影响到后续的运行和调度工作。管网的GG 髯口需要适应系统工况、调节工况的水利需求，在一般情况下，需要按照最不利的环路来对管径进行计算，从而确定循环水泵参数。

（3）应当在热源负荷分配方面来调整运行方案，经由比较和分析，来实现多角度优化。不同热源之间的协调运行需要遵守如下原则：需要采取各种手段来保证各个热源进出口供回水温度一直，例如调整燃烧强度、控制阀门开度、增减水泵运行频率以及开关调峰热源运行台数等等。以负荷变化为基础来控制供热调节的过程中，需要保证主热源和调峰热源的温度调节曲线的一致性。总体上来看，供热系统的调节有两个类型，分别是从水力工况和热力工况这两个方面进行调节，前者是指通过运行方案的调整来实现系统流量平衡，后者则是指通过水利调节、供回水温度的调节来让热量平衡得到保证，从而实现理想工况，达到供热需求。

（4）在计算联合供热系统网路水利的过程中，需要分析不同热源投入顺序、工况，并分别计算不同运行工况的水利情况。在不同的运行方案当中，应当校核、计算管网循环水泵扬程、流量等数据，从而分析输配管网的可靠性，在适应管网水力工况需求和水利平衡的条件之下，供热系统管网循环水泵应当应用变频泵设备，从而在最大程度上控制循环水泵输送能耗，以节约成本。

（5）要尽可能提高供热系统自动化水平，这样才能进一步控制成本。

3 集中供热系统运行调节方案

3.1 运行调节控制中要遵循的原则

3.1.1 全网集中调控

各个热源负荷分配和拳王水利和热工情况的调整需要严格遵守集中供热指挥部的命令，管理和运行人员需要对于系统符合需求进行整体考虑，并且以各个阶段热源锅炉房的启运情况，对热源负荷进行分配。

3.1.2 择优投运

通过计算来对每个热源的运行效率进行估测，并结合各个能源在供给单位热能所需的燃料成本，来选择投运的热源，举例来说，可以结合系统水利工况布局、锅炉房热效率来灵活调整每个热源的负荷量。一般来说，在热源投运优先级方面，首先是电厂，其次是燃气，最后则是燃煤，在采暖之处要尽量动用热场电量，中期加入燃气锅炉房，最后则运用燃煤锅炉房补充热源以适应高峰期需求。

3.1.3 质量综合调节

供热初期和供热末期的供热负荷较小，因而系统可以应用分阶段改变流量的质调节，而在供暖高峰时间段则应用热量调节方法，也就是确保各个热源水温保持一致，结合运行负荷来选择最合适的运行流量加以匹配。与此同时，也需要避免质调节当中由于供热半径过高而导致出现的调节滞后性。

3.1.4 回水定温控制

回水定温控制需要参照多方面因素，例如热力站设施类型、散热器类型、建筑外墙墙体保温能力等，从而形成一套完整的热力站室外温度、回水温度运行表，通过热网流量的调节来对二级网回水温度进行控制，以确保二级网供热系统即便在最不利的环路情况下可以正常运转。

3.2 确定运行方案

3.2.1 确定热负荷总量

应用分类统计的方式，确定用热设施的主要供热面积，从而对各个热力站综合热指标进行测算，并且结合系统存在的流程缺陷、墙体保温情况和散热器形式来修正运行情况，确保各项热指标能够作为负荷计算的依据目前某地供热系统供热总面积为1345.21 万m2，热指标为70W/m2，热源供热总供热负荷为1000MW，因而足够供热使用。

3.2.2 分配热源负荷

供热指挥部门需要结合室外温度来对系统整体负荷需求进行计算，之后参照风速和日照情况来进行细微调整，结合系统运行负荷表来对热源负荷进行调整。

3.2.3 调节热力站运行

热力站运行调节工作当中，需要从多个角度来衡量热力站设施的实际情况，例如功能、散热器形式以及楼体保温等等，之后结合散热器形式来划分热力站的类别，分别是翅片散热器、四柱散热器以及地热采暖；而结合设施功能，则可以将工业区热力站分为两个类别，分别是办公工业区和和厂区工业区，对于这些不同类型制定出适应的室外温度、回水温度对照表，对以及王迅换流量进行调节，同时控制二级网回水温度。

3.3 水工调节

水工调节的目标在于在不同调节工况下也能实现流量平衡和压力平衡，具体包括以下步骤。

3.3.1 制定年度运行方案

结合既往本地区的气候资料，确定初寒、寒冷和严寒时期，从而确定各个热源的运行时间，以及锁定供热符合数量和相应时间下启运机组的数量。在此基础上确定循环泵和增压泵的运行方案。上述方案的确定应当用调度程序软件来进行。

3.3.2 调节系统工况

调节系统工况，从而让其按照固定的水力汇交点运行，这也是系统流量平衡当中的关键环节。由于只有水力汇交点调整到预定位置，才能确保系统按照计划完成分割。在这种情况下，各个热源和热用户都在总循环流量上达到了工序平衡。但是这就需要在这一部操作开始之前确保系统定压达到正常水平。

4 结语

综上所述，多热源联网供热系统当中，由于同时接入的热源数量较多，从而让系统供热的安全性、稳定性得到了保障，同时也有助于降低供热成本，即便是某个单独热源出现故障，系统整体供热也会受到影响。但是多热源联网供热有着较大的前期投资，同时运行管理难度较大，这就给运营管理人员出了更高的技术要求，需要结合当地实际情况确定热负荷，并对系统工况进行灵活调整，从而提高供热效果、节约供热成本。