热电厂与燃气锅炉房联合供热的运行调节
第28卷 第5期2008年5月
煤气与热力
GAS&HEAT
Vol.28No.5May2008
供热经营管理与经济
热电厂与燃气锅炉房联合供热的运行调节
王海超, 焦文玲
(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090)
摘 要: 探讨了由1座热电厂与2座燃气锅炉房组成的联合供热系统的流程、热源循环泵的选型及热源运行方式。分析了联合供热系统的调节方式,给出一级管网供回水温度的计算式。 关键词: 联合供热系统; 基本热源; 峰荷热源; 运行调节
中图分类号:TU995 文献标识码:A 文章编号:1000-4416(2008)05-0A36-04
OperationRegulatingofCombinedHeat2supplySystemBasedon
CogenerationPowerPlantandBoWANGHai2chao, A Abstract: Thetechnologicalpofofonecogenerationpowerplantandwofheat2sourcecirculatingpumpandtheop2erationmodeof.Theregulatingmodesofthecombinedheat2supplysystemareanalyzed,andthecalculationformulaofsupplyandreturnwatertemperatureofprimarycircuitisgiven.
Keywords: combinedheat2supplysystem; basicheat2source; peakloadheat2source; opera2tionregulating
随着城市供热负荷需求的日益增长,集中供热的规模不断扩大
[1]
联合供热系统1
1.1 基本情况
。我国供热燃料以煤为主
[2]
,以
热电厂作为热源的集中供热系统是目前大中城市较为常见的供热形式。据统计,热电联产集中供热的供热面积约占全国总供热面积的62%
[3]
以某市联合供热系统为研究对象,联合供热系统的热源由基本热源(热电厂)和峰荷热源(两座燃气锅炉房)组成。热电厂最大热功率为159.21MW,两座燃气锅炉房编号为1、2,燃气锅炉房1的
。另外,在
我国能源结构调整的背景下,燃气锅炉房供热由于具有良好的环保性能和较高的热效率在我国许多城市,尤其是在一些限制使用燃煤锅炉的地区已经得到逐步推广。由于燃气气源的紧张和较高的价格,很有必要研究热电厂作为基本热源,燃气锅炉房作为峰荷热源的联合供热系统。本文对热电厂与燃气锅炉房联合供热系统的运行调节进行研究。
热功率为87.23MW,燃气锅炉房2为55.82MW。供暖室外计算温度为-26℃,供暖室内计算温度为18℃,供暖期为183d,供热系统的设计热负荷为302.26MW。
1.2 联合供热系统流程
热电厂采用背压式热电机组,热电厂一级管网
基金项目:“十一五”课题:供热系统节能关键技术研究与示范(2006BAJ01A04)
www.watergasheat.com王海超,等:热电厂与燃气锅炉房联合供热的运行调节 第28卷 第5期
设计供、回水温度为120、70℃。各热力站设置水-水换热器,采用间接连接。二级管网的设计供、回水
[4]
温度为85、60℃。据资料分析,热电厂与燃气锅炉房可采用联网运行或解列运行方案。为发挥热电厂热功率较高的优势,确定采用热电厂与燃气锅炉房联网运行方案,联合供热系统流程见图1,图中热水流动方向为2座燃气锅炉房全部启用时的流动方向。热源运行方式为:①当热电厂单独供热时,2座燃气锅炉房未启用,阀门1、2打开,3～6关闭。②燃气锅炉房启用,热电厂与燃气锅炉房联合供热。当只启用燃气锅炉房1时,阀门1～4打开,5、6关闭。只启用燃气锅炉房2或2座燃气锅炉房共同启用时,相应阀门的动作情况依此类推。③当热电厂发生事故时,由燃气锅炉房在事故状态下供热,此时阀门1、2关闭,3～6打开
。
本热源的供热系数
[5]
。对于有多座峰荷热源的联
合供热系统,各峰荷热源启用的基本原则为:首先启用热效率最高或离基本热源最远的峰荷热源。当热负荷进一步增大,现有热功率无法满足时,再启用其余峰荷热源。
① 热电厂单独运行
设定开始供热时,室外计算温度为5℃,此时的
相对热负荷比Φr,5的计算式为:Φr,5
ti,c-5ti,c-to,c
(1)
Φr,5—式中 ——室外计算温度为5℃时的相对热负
荷比
ti,c———供暖室内计算温度,℃to,c———供暖室外计算温度,℃
基本热源供热系数β的计算式为:
Φb,maxβ=
Φβ b,——,kW
,kW
(2)
燃气锅炉房启用时的室外温度to,β的计算式为:
(3) to,β=ti,c-(ti,c-to,c)β
式中 to,β———燃气锅炉房启用时的室外温度,℃
图1 联合供热系统流程
1.3 热源循环泵的选型
由式(1)～(3)计算得,Φr,5=0.295,β=0.527,Φo,β=-5.19℃。
② 热电厂与燃气锅炉房联合运行
热电厂与燃气锅炉房1的总最大热功率为246.44MW。当系统相对热负荷比达到热电厂与燃
联合供热系统热源循环泵的选型,应考虑不同
热负荷下系统流量的不同,还要考虑基本热源事故工况下燃气锅炉房对最低流量要求。一级管网调节方式为质量-流量调节,因此热源循环泵的选型主要遵循以下2个原则:①热源循环泵宜选用变频泵,不但调节灵活方便,而且还能有效降低运行能耗。②各热源循环泵的扬程应基本一致,流量应根据各热源负荷确定。热电厂的循环泵应能满足供热初期和末期的流量;燃气锅炉房的循环泵除应能满足满负荷调峰时的流量之外,还应满足在热电厂事故状态下的热网最低流量。
气锅炉房1的总最大热功率与供热系统设计热负荷之比(即0.815),燃气锅炉房2启用时的室外温度
to,β,1的计算式为:
to,β,1=ti,c-(ti,c-to,c)Φr,β,1
度,℃
(4)
式中 to,β,1———燃气锅炉房2启用时的室外温
Φr,β,1———热电厂与燃气锅炉房1的总最大
热功率与供热系统设计热负荷之比
由式(4)计算得,to,β,1=-17.86℃。当室外温度低于此温度时,燃气锅炉房2将启用,即全部燃气锅炉房投入运行。各热源启用的顺序和时间见表1。
热源运行方式2
热源的运行方式随着热负荷的变化而定,在供
暖初期和末期,室外温度较高,热负荷较小。这时,只启用热效率较高的基本热源,随着室外温度的降低,热负荷逐渐增加,当基本热源无法满足要求时,启用峰荷热源。峰荷热源投入运行的时间取决于基
第28卷 第5期
表1 各热源启用的顺序和时间
热源运行方式热电厂持续供热热电厂单独供热
室外温度
/℃
煤气与热力
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均温差,℃
运行时间/d
1835912452
相对热负荷比
对于管壳式水-水换热器,可以采用下列近似计算式
[4]
:
0.5
0.5
5.00～-26.000.295～1.0005.00～-5.190.295～0.527
Kr=qr,pqr,s(7)
式中 qr,s———二级管网的相对流量比
tr,p
1启用-5.19～-26.0.527～1.0002启用-17.86～-26.0.815～1.000
由于二级管网采用质调节,即qr,s=1。且ts,p-(7)得:=ts,c,p-tr,c,p,因此由式(5)、
(8)
(8)可得:由式(6)、
3 联合供热系统的调节方式
0.5
Kr=Φr
在供热初期和末期应充分发挥基本热源的作用,供热全部由基本热源单独完成。这时,应根据室外平均温度,随时调节热源的供热量,使热网的供回水温度在达到要求的同时,调节循环泵流量满足热网最不利点资用压头
[6]
.5Φ0 r
t-t-(t-t)
Δtcln
t-ttr,p-tr,s
(9)
。式中 ts,s、tr,s———某室外温度下,二级管网的供、回
水温度,℃
Δtc、在某室外温度下,Φr、ts,c,p、tr,c,p已知,ts,s、
tr,s可由文献[7]提供的计算式确定,这样即可计算
① 二级管网的调节方式
通常二级管网采用质调节方式,以保持用户的水力工况的稳定,供、回水温度的计算式见文献[7]。
出ts,p、tr,p。
:ts,s-ts,r
s,c,s-ts,c,r
② 一级管网的调节方式
一级管网的供回水温度,取决于一级管网的调节方式和水-水换热器的热力特性[8]
(10)
ts,c,s、ts,c,r———二级管网设计供、回水温度,℃
(10)可得:由式(9)、
ts,p-ts,s
ts,p-(ts,c,p-tr,c,p)-tr,s
.5
ΔtcΦ0r
气锅炉房并联供热,。
相对热负荷比Φr与一级管网的相对流量比
qr,p的关系式为:
ts,p-tr,pts,c,p-tr,c,p
ln=
(11)
Φr=qr,p (5)
ts,c,p-tr,c,p-(ts,c,s-ts,c,r)Φr
Φr—式中 ——相对热负荷比
qr,p———一级管网的相对流量比
ts,p、tr,p———某室外温度下,一级管网的供、回
在给定相对热负荷比Φr与室外温度关系函数的条件下,式(11)右侧为已知值,令:ts,c,p-tr,c,p-(ts,c,s-ts,c,r)Φr
.5
ΔtcΦ0r
水温度,℃
ts,c,p、tr,c,p———一级管网的设计供、回水温
=C(12)
则有:ts,p
ts,p-ts,sC
=e
-(ts,c,p-tr,c,p)-tr,s
度,℃
相对热负荷比Φr的计算式又可表达为:Φr=Kr
ΔΔtc
(6)
(13)
由此得出: ts,p(t-t+t)eC-te-1
C
式中 Kr———水-水换热器的相对传热系数比,即
在某室外温度下,水-水换热器的传热系数与设计工况下传热系数的比Δt———在某室外温度下,水-水换热器的对
数平均温差,℃
Δtc———设计工况下,水-水换热器的对数平
(14)(15)
tr,p=ts,p-(ts,c,p-tr,c,p)
根据式文献[7]提供的二级管网质调节下,二级管网供回水温度计算式,散热器特性参数取0.3,并根据其他已知条件,计算得到ts,s、tr,s,见表2。由(15)可计算得ts,p、式(14)、tr,p,见表2。
www.watergasheat.com王海超,等:热电厂与燃气锅炉房联合供热的运行调节 第28卷 第5期
Φr对应的ts,s、表2 tr,s、ts,p、tr,p计算结果Φr
ts,s/℃tr,s/℃ts,p/℃tr,p/℃
[4] 贺平,陶永纯,许明哲.多热源联合供热工况分析[J].
0.2950.4000.5270.6000.7000.8151.00043.035.686.536.5
49.939.991.741.7
57.944.7
62.347.3
68.250.7
74.754.4
85.060.0
煤气与热力,1990,10(4):34-40.
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97.8101.4106.1111.5120.047.8
51.4
56.1
61.5
70.0
调,2002,(2):83-86.
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参考文献:
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作者简介:王海超(1985- ), 男, 山东临沂人,
硕士生, 从事燃气与燃煤热源联合供热的研究。
E-mail:[email protected]
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收稿日期:2007-06-12; 修回日期:2007-08-31
・政策法规简讯・
为了完善城市供热价格形成机制,规范热价管理,根据城镇供热体制改革的要求,、建设部制定了《城市供热价格管理暂行办法》,于2007年6月3。
《第三十条 。对无正当理由拒交供热费用的用户,供热企第三十一条 热力企业(单位)的供热质量必须符合规定的供热质量标准。达不到规定供热质量标准的,热力企业(单位)应当按照供用热合同的约定对用户进行补偿或赔偿。
第三十二条 热力企业(单位)与用户之间应当签订供用热合同,约定双方的权利和义务。供用热合同格式与内容由建设部另行制定。第三十三条 各级价格主管部门应当加强对本行政区域内供热价格执行情况的监督检查。鼓励群众举报热力企业(单位)的价格违法行为;群众举报属实的,价格主管部门应给予适当奖励。加强新闻舆论对供热价格执行情况的监督。
第三十四条 热力企业(单位)擅自提价或通过缩短供热采暖时间、降低供热采暖质量等手段变相提价的,由同级及以上价格主管部门依据《价格法》第三十九条、四十一条和《价格违法行为行政处罚规定》第六条、第七条进行查处。
第三十五条 热价定价机关违反本办法,不按规定的方法、程序和权限制定和调整热价的,由上级人民政府或其价格主管部门责令改正,并通报批评。
第三十六条 热价定价机关的工作人员在制定热价工作中有违法行为,构成犯罪的,依法追究刑事责任;尚不构成犯罪的,依法给予行政处分。
第五章 附则
第三十七条 本办法由国家发展改革委会同建设部负责解释。
第三十八条 各省、自治区、直辖市价格主管部门、供热行政主管部门可以根据本办法制定实施细则。第三十九条 本办法自2007年10月1日起实施。
(本刊通讯员 供稿)