多热源环网供热系统的优化探讨

王　浩，平登科（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000）



多热源环网供热系统的优化探讨

王浩，平登科（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000）

多热源环网供热系统是在实际热源供应系统的运行基础上不断总结发展的，更能满足城市热网不断扩大的供热需求。本文通过了解多热源环网供热系统，分析了供热系统的现状，探索出供热系统的优化措施，以确保提高供热系统的可靠运行。

多热源环网供热系统

1　引言

随着城市化建设的不断发展，供热系统也在不断向着多热源、大型化的方向发展。然而，国内的许多城市仍然是传统的供热模式，即一个城区存在着多个供热系统，每个供热系统只给固定的区域供热，单独运行。部分城市虽然将供热系统连接起来，但运行依然是独立分开的，没有互助互补性。然而，目前国内许多城市已经采用多热源环网供热系统，并且规模越来越大。与单热源运行调度不同，多热源环网的水力工况运行过程相当复杂，其运行调度的难度更是增强。对于多热源的热网，必须找准其问题根源，确定好方案，才能更好地优化其系统。

2　多热源环网供热系统的组成

多热源环网供热系统是由热源、热网和热循环水泵组成。在多热源环网供热系统中，基本热源也就是主热源，可以是热电厂、大型锅炉房或分布式能源站；其峰荷热源（也称调峰热源）一般为区域锅炉房。在热源的构造上，如多热源环网示意图所示，为了调节热网的供回水压差、循环水量和供回水温度，在主热源和调峰热源都设置了一条通管Ⅱ（如图 1）在总供回水干管间。在调峰热源的循环水泵处设有一个通管Ⅰ（如图1）。在多热源环网供热系统中，管网的形式应当根据工程的实际特点进行选择，多热源环网既可以是枝状管网、也可以是环状管网。在进行管网的支干线以及支线管径的选择时，要通过水力计算来确定，由于当前很多城市的供热需求在逐年增加，因此只需要通过计算来对一些必须整改的管网进行替换即可。在多热源环网供热系统中，由于各个热源的循环水量在不同工况下有着较大的不同，因此最好在各个热源的循环水泵上采用变速泵，这样不仅可以方便地调节各个热源的工况，还可以显著地降低整个供热系统的能耗，从而实现能源资源的有效利用。但是，变速泵的投资相对较大。因而，为了实现降低运行能耗同时又能降低投资成本，可以选用几台不同型号的定速循环泵来替代变速泵，这样在运行过程中可依据工况的不同来确定定速泵的使用数量，进而达到与变速泵相同的运行效果。

图1　多热源环网示意图

3　多热源环网供热系统的现状

在多热源环网供热系统中，热源的启运是随着整个供热系统热负荷的变化而不断变化的。当供热系统中所有的主热源都启运后还不能满足整个供热系统的热量需求时，此时就要启用调峰热源来增强系统供热能力。供热系统中各个热源的供热量以及启运的顺序是由统一的管理部门来进行综合调度，每个热源厂不能擅自调节，而管理部门则需要通过对供热期内各个阶段的供热量进行合理地预测，制定出各个阶段不同温度下的供热调节表，并依据制定好的供热调节表来合理安排供热工作。但是，在实际的供热工作中，却常常出现单个热源厂擅自调节热源供热量的现象。在调峰热源启运初期，常常会出现由调峰热源供热的热用户在一段时间内出现室内降温的情况。在供热系统中，主热源会出现供热故障，使得系统的供水能力受到较大的影响。在主热源处设立补水系统时，如果在锅炉排污过程中操作不当，则可能会使供热系统的整个系统压力大大降低，严重时可能会引起主热源的换热器的汽化。

4　多热源环网供热系统的优化措施

4.1促进新技术的应用，提高管理水平

技术是保障多热源环网供热系统稳定运行的基础，只有从根本上重视多热源环网技术，供热系统才能安全建立起来。在技术上不断创新和发展，多热源环网供热系统才能不断进行优化从而能保障供热系统的安全可靠实用。再者，多热源环网供热系统的良好发展，更需要高效严格的管理机制。不断提高管理水平，严格执行管理体系，制定应急措施预案，使供热系统有条不紊的运行，最大程度上减小环网供热系统的故障率。多热源环网供热系统离不开新技术的应用及高效的管理水平。

4.2优化调峰热源启运初期的室内降温情况

在启用调峰热源时，要在启动燃烧设备的同时启动热网的循环水泵，而且由于炉膛的温度相对较低，在锅炉正常燃烧后才能够使其供水的水温逐步提高至与主热源相近的水平。如果此过程控制不好，可能会导致由调峰热源供热的用户在一段时间内出现室内降温的情况，影响系统供热的质量。应采取可靠的措施以提高供热的质量，从而尽量减小此现象带来的影响。

4.3主热源出现供热故障时系统的运行调节

如果供热系统中的主热源出现运行故障，则会使整个系统的供热能力受到很大的削弱，此时应当注意尽量加大调峰热源的循环水量，同时进一步增加锅炉的燃烧强度，此时还可以视情况确定是否启用其他闲置的热源来提高整个供热系统的供热能力。此外，要尽量降低主热源的循环水量，使调峰热源供热的范围得到进一步的扩展从而降低主热源故障工况下给供热造成的影响。

4.4避免出现调峰人员的锅炉排污问题

对于调峰热源来说，按照相应的规定其锅炉必须进行定期的排污处理。如果只是在主热源处设立补水系统，锅炉排污过程中操作不当，则可能会使供热系统的整个系统压力大大降低，严重时可能会引起主热源的换热器的汽化。因此在进行锅炉排污的过程中，应当尽量使得不同调峰热源的锅炉排污时间错开，避免同一时间进行排污工作，在进行锅炉排污前与主热源管理处进行联系，可在主热源的补水量比较小的时候进行锅炉排污工作，以便及时补充因排污损失的水量，保证整个系统的供水压力不发生过大的变化。

4.5多热源同时运行时的热网调节措施

在多热源环网供热系统中，供热中期用热需求较大工况下调峰热源启运后，仍应发挥基本热源的作用，将所能提供的热量全部投入系统中，由几个热源共同承担全系统所需要的总热量。而已经启运的调峰热源，则在城市供热热负荷的需求无法满足时，承担热负荷缺少的部分。

以下举例说明多热源同时运行工况下，仅启运一个调峰热源时的热网运行调节措施。首先，要根据供热系统的实际用热需求来做前期的准备工作。即确定需由调峰热源需提供的热量、开启不同容量的循环水泵和统筹总的生产调度部门来进行整体的调度工作。再者，确定调峰热源锅炉启运的总台数、总循环水量和总供热量，需根据当时的室外平均气温进行计算，然后减去基本热源可供出的循环水量和热量，不足部分由调峰热源补充提供。同时要对启运水泵进行选型。此时应注意启运的锅炉应按额定水量运行，热网循环水量的要求要通过调节水泵的转速或阀门的开度来满足。而进入热网的循环水量应该与已启运的锅炉的额定水量相比较，如果前者大于后者，则通过锅炉间的旁通管将剩余部分的水量排出。最后，将并入环网的由调峰热源提供的供回水温度和主热源的供回水温度相比较，若温度一致，则可正常运行；如温度不一致，则应调节锅炉的循环水量或调节锅炉的燃烧强度。

5　结束语

多热源环网供热系统比单热源供热系统稳定可靠，拥有着高效的供热能力和供热效率，也更适用于当今这个快速发展的现代社会。在城市供热的规划和建设中，要更加注重多热源环网供热新技术的利用，不断从各个角度优化多热源环网供热系统，达到节能环保的要求及供热的需求。

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王 浩（1986-），男，研究生，主要从事暖通热力工程工作。平登科（1989-），男，研究生，主要从事暖通热力工程工作。

TU995

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2095-2066（2016）16-0118-02

2016-5-21