时间：2022-05-04 05:31:19
摘要：对多热源调管网峰热源的形式进行分析，指出二次侧调峰、设立用户主热源等调峰思路，同时对设置调峰热源拉大一次温差进行了经济性分析，并对多热源联网项目提出建议。
关键词：调峰热源主热源
中图分类号：C35文献标识码： A
一、多热源联网的必要性
随着各个供热公司供暖规模的扩大，津能“全市一网”布局的不断深入，以及《城市热力网设计规范》中明确规定“供热建筑面积大于1000万m2的供热系统应采用多热源供热，且各热源热力干线应该连通”，多热源联网供热势在必行。
增加热源之后，热源之间的并网运行，较之前的管网运行方式要复杂的多，如何实行多热源管网运行的最优化，势必将成为各个供热公司关注的重点。
二、多热源联网调峰的形式
根据设计全市一网的基本思路，天津整网将会由4-5个大型主热源厂配以若干小型调峰热源，联合供热的方式实现。
主热源厂由于规模庞大，大多坐落于市区周边，对全市形成环抱之势，而全市热用户密集区恰恰却是整个环网水力工况最薄弱的地方，因此，如何有效、灵活设置调峰热源，则成为解决整网水力失调，实现优质供热的关键。一般而言，设置调峰热源往往存在单一思维定式，即：“大型热源为主，小型热源为辅，而且调峰热源多为一次网热源。”简单的思维定式往往桎梏思维的发散，影响管网安全稳定运行。
1.一次网调峰
1.1大型热源厂为主热源，小规模热源负责调峰
目前国内常见调峰形式，考虑调峰热源的相对位置及出力大小又可细分为并联调峰、串联调峰、裂解调峰。调峰热源相对处于观望水力工况薄弱点时适宜并联调峰，在满足原热负荷的前提下适当提高管网末端水力工况；调峰热源相对处于管网前端时，适宜裂解调峰；当调峰热源供热能力相对较大时，在经济性分析的前提下，适当考虑串联调峰。
1.2小规模热源为主热源，大型热源厂负责调峰（建立用户主热源）
国内对调峰的认识往往局限于大型热源为主热源承担热用户基本负荷，小型热源为辅助调峰热源承担尖峰负荷。此类观点对于单一的燃煤锅炉而言最为适用，众所周知，大型燃煤锅炉具有效率高，热损失小，余热二次利用等诸多优点，必然适用于承担基本负荷。但是，随着新型能源的不断推陈出新，小型热源效率低的缺点在不断减少，相反，小型热源，由其新型能源，由于能源范围广，对环境污染小等诸多优点在不断显现。津能集团发展多源战略及充分认识到新型能源的优势，在集中供热的基础上设置多模式、多范围的调峰方式很可能有更好的经济效益和社会效益。
当今，多热源热泵技术日臻成熟，太阳能、风能、污水源、土壤源等众多热源均可作为低位热源通过热泵载体置换为高品质热源供热。因此，“全市一网”战略部署中，设置大型热泵能源站，以热泵为主热源承担广大热用户的基本负荷，用集中供热的热水为调峰热源，在尖峰时段加热热泵低温热水，充分利用热泵能源的同时也为大大节省了集中供热的一次流量，为实现集中供热大规模化、甚至更多的抢占供热市场份额起了至关重要的作用。
文化中心能源站充分体现了小型、优质能源承担基本负荷，集中供热的时政热网承担调峰负荷的可行性。
2.二次网调峰
2.1 二次网设置调峰热源
二次网设置小规模调峰热源（燃气炉），当出现极寒工况时，开启二次侧小型调峰热源，根据室外温度变化情况及不同热用户实际供热情况确定二次侧小型调峰开启时间，结合当前集团内各个公司现行运行模式，将开启二次侧调峰的权力发放至供热管理处。各供热公司考核管理处运行能力，实现二次调峰炉的节能运行。
二次侧调峰多出现于东欧国家，比如丹麦的集中供热管网的调峰炉设置就很有代表性。
从图中可以看出，与国内常见的调峰锅炉设置在一次网有所不同，丹麦的调峰锅炉设置在热交换器之后的二次网侧。各热力输送公司调峰锅炉承担的调峰负荷由公司自己确定。调峰锅炉一般单台容量为1~2t/h的燃气（油）锅炉。一般为无人值守，能够根据用户的要求和室外气候条件的变化实现自动启停。
在换热站二次网侧设置燃气调峰锅炉的集中供热系统具有以下特点：
(1)热电厂承担基本负荷，热源容量降低；
(2)基本负荷不随室外气温变化而变化，便于热电厂机组选型，运行时能够长时间保持在高效率下工作；
(3)一次网承担的负荷减小，可减小管径，节约一次网的初投资；
(4)由分布于各末端的调峰热源根据各自的具体要求，补足不足部分，实现按照各自的需求供热。这样集中供热的调节就不再是目前以流量调节为主，而是直接对热量进行调节；
(5)天然气属于清洁能源，对环境污染小。
对于不同地区由于受地理位置、气温变化的影响，热负荷的变化情况不尽相同。如何确定由热电联产集中供热系统承担的基本热负荷与燃气调峰锅炉提供的调峰负荷之间的适当比例，还需要进行进一步的研究。同时，由于增加燃气锅炉，换热站的设备投资费用将增大，供热系统运行燃料费也将产生变化，需要进行经济分析确定方案。
2.2二次网设置蓄热水罐。
考虑到目前公司管网日益老化，出现泄露的可能性逐渐加大，为了减少停热时间，可以在诸如市长楼、市政府等不能停热的小区增设二次网蓄热水罐，蓄热罐的大小可参考地势、二次网容量综合考虑经济型分析确定。
设置蓄热罐的好处为：
（1）当一次网出现泄漏时，减少二次网的停热时间，降低热用户损失。
（2）尽管有二次补水泵，但当二次网出现大规模泄露时，蓄水罐可短时间稳定保证用户供热。
国内，对二次侧调峰也进行了深入的研究，多所大专院校均有不同程度的研究。
三、经济性分析
多热源调峰的目的是在一次侧流量有限的前提下，如何充分利用有限的一次流量的同时利用其它形式热源，保证供热质量。一次流量的重要性不比多言，当两个供热管网比较，供热温差较小，意味着一次流量利用不充分，意味着还有供热能力继续发展的可能性。
综合分析2012-2013采暖季供热数据，发现我公司一次网供热温差与梅江公司差距明显
项目 采暖季平均温差 最大温差
城安公司 25.03 36.91
梅江公司 31.68 46.25
当然，仅凭一次网温差大小不能完全反应一个管网运行、发展的能力，管网输送能力、用户维护结构情况等多方面因素都制约着运行水平低高低。如果我公司充分挖潜，在个别水力工况较差且管网无法调整改造地区（比如名门广场）适当设置调峰热源（二次侧调峰热源、一次侧用户主热源）能有效解决此类供热问题。
根据上采暖季实际供热参数，拟合供热期管网温差曲线如下图：
室外温度 温差 室外温度 温差
-9.0 38.40 1.0 27.19
-8.0 37.56 2.0 25.73
-7.0 36.65 3.0 24.20
-6.0 35.69 4.0 22.62
-5.0 34.66 5.0 20.97
-4.0 33.57 6.0 19.26
-3.0 32.42 7.0 17.49
-2.0 31.20 8.0 15.65
-1.0 29.93 9.0 13.76
0.0 28.59
针对城安管网，在室外温度为-9℃时，热负荷为311Mw；当一次温差提高至40℃时，折算热负荷324Mw，当管网输送能力满足要求时，可增加约33万平米的供热面积，增加管网集资收入约4950万元（按集资费150元/平米）。
四、多热源联网项目建议
全市一张网项目，个别中心城区，由于各种现状配套设施侵占路由，供热环网铺设遇到较大阻力，对于该类地区，以设置二次网燃气调峰为例，提供两套方案：
方案一：进行阻力极大的路由协调申请，一旦成功，组织难度更大的施工，管道铺设完成后，运行期间进行大范围管网平衡工作。
方案二：适当考虑在供热管网难以铺设地方建调峰热源，或铺设小管径管道，设置二次网调峰热源。
方案一 方案二
安全运行 管网出现泄漏点，大管径环网有利于保障泄漏点后端用户供热质量 管网出现泄漏点，二次调峰管网可以保证本区域正常供热，但对其他管网支持较小。
实施难度 需要申请大管径路由申请，申请及施工难度较大 仅需申请小管径联网路由，申请施工难度较小。
运行管理 需要进行大范围、大强度管网平衡调整 由于需要较小一次流量，管网调整压力较小
投资回报 初投资为大管径一次管网铺设；后期运行费用较小。 初投资为小管径一次管网及二级网端燃气炉；由于需要较小一次流量，可以最大限度发挥热电联产优势，发展更多业扩项目。
五、结论
多热源环网供热是今后供热的趋势，实现方式为铺设大管径环网与建立调峰热源并配合小管径支线管网，建议在投资回报率、管网安全运行、方案实施难度、供热运行管理等多方面进行综合分析，实现管网环网。
作者简介：
张玉林，男，汉族，工程师，1983年毕业于天津大学分校热能转换工程系，现于天津市城安热电有限公司担任副总工程师，从事热力管道建设、供热生产运行管理工作20年，致力于热网调试管理方面的研究。
赵薇，女，汉族，工程师，2003年毕业于天津商业大学热能与动力工程专业，任职于天津市城安热电有限公司，从事供热生产运行工作10年，致力于智能热网方面的研究。