双热源联网供热管网水力特性优化匹配及运行调节

摘要

多热源联网在某种程度上有助于节约能源、降低系统运行成本、提高经济效益，因此多热源集中供热在工程实践中应用的越来越多。本文利用Pipe FlowExpert软件分析了双热源并网后的管网特性，并建立了双热源集中供热调节模型实验台，分析了供热中4种典型的水力工况变化，并提出了调节方法。为进一步查明多热源联网的水力、热力特性，作者会同宝鸡热力公司进行了现场实验研究，测试、分析了双热源水力调节特性及并网后的热力工况调节。这些工作为多热源联网的工程设计与运行调度奠定了基础。
　　 Pipe Flow Expert管网分析软件提供了管网内流量和压力平衡分析的方法，方便进行管网系统设计和管网系统改造。本文运用Pipe Flow Expert分析了由5个热用户组成的热网在接入单热源和双热源时水力工况变化，并在实验台上分析了供热中4种典型的水力工况变化，研究表明：
　　 (1）当系统不进行初调节从离开热源开始编号(下同)，热用户1的压差△P=13.51m水柱，热用户2的压差△P-11.91m水柱，热用户3的压差△P=12.01m水柱，热用户4的压差△P=4.01m水柱，与设计工况偏差太大，系统严重不稳定。经初调节后热用户1的压差△P=11.51m水柱，热用户2的压差△P=8.51m水柱，热用户3的压差△P=7.14m水柱，热用户4的△P=3.99m水柱，基本达到了设计要求，系统稳定性增强。初调节在管网运行稳定性方面起着重要的作甩。
　　 (2)当系统热源出口处出现事故工况(阀门A节流，发门开度为70％)热用户的压差△P=9.32m水柱，热用户2的压差△P=4.52m水柱，热用户3的压差△P=3.96m水柱，热用户4的压差△P-1.69m水柱。研究表明，当阀门A节流时，网络的总阻力增大，总流量减少。由于所有热用户的网路干管和用户支管的阻力数没有改变，所以各热用户的流量分配比例也没有改变，即按同一比例发生失调。工况改变后各管段流量均减少，导致其水压图要比设计工况的水压图平缓一些。
　　 (3)当系统干管某处出现事故工况(阀门B节流，阀门开度为70％)热用户1的压差△P=12.52m水柱，热用户2韵压差△P=7.26m水柱，热用户3的压差△P=6.00m水柱，热用户4的压差△P＝2.95m水柱。研究表明，当阀门B节流时，供水管水压线变得比较平缓，并且供水管水压线将在该点(阀门B)出现一个急剧的下降。水力工况的这个变化，对于阀门B以后的用户来说，相当于本身阻力数没有发生变化而是总的作用压力减少，阀门B以后热用户的作用压力也按照同样的比例减少；对于阀门B以前的用户来说，它的流量增加，作用压力也增加，但并不是按照相同比例来增加的。
　　 (4)当系统某个热用户处现事故工况(阀门C节流，开度为45％)热用户1的压差△P=12.99m水柱，热用户2的压差△P=10.00m水柱，热用户3的压差△P=8.17m水柱，热用户4的压差△P=4.23m水柱。研究表明，用户2处供、回水管之间的压力差增加。此种工况下网路的总阻力数增加，总流量减少。
　　 从热源到用户2之闻供水管的水压线变得平缓。但用户2处的作用压差增加相当于该用户后面用户的总作用压差增加，因而用户2后面用户的流量按相同的比例增加，并使用户2以后的供、回水管的水压线变的比较陡峭。
　　 多热源联网运行中，随着室外温度不断变化，热源的运行数目(包括机组的台数)也随之变化.因此工况的变动将更加复杂。本文基于玉涧堡锅炉房和热电厂联网供热并网实验，对热电厂的供热能力、节能运行模式和两热源故障状态下互为备用进行了探索、分析，分析表明：
　　 (1)考虑供热量需求，并能在发生故障时及时得到调整以满足重点用户的供热需求，应选择双热源系统。从供热费用来看，当供热面积在100～160万m2范围内时应采用方案1，即供暖初、末寒期以热电厂为单独热源，严寒期以玉涧堡锅炉房为主要热源、热电厂为辅助热源。
　　 (2)随着宝鸡市集中供热的快速发展，当供热面积增加到170～200万m2之间时应采用方案3的第2种方案，即整个供暖期热电厂为主要热源，玉润堡锅炉房为辅助热源。
　　 通过对宝鸡热力公司双热源枝状管网的水力工况、热力工况调节分析，为类似双热源供热系统的水力调节特性设计与并网调度提供了依据。

目录

1 绪论

2 双热源系统管网特性分析

3 多热源系统水力工况调节

4 多热源系统的热力工况调节

5 总结与建议

致谢

参考文献

攻读硕士期间的发表的论文、获奖情况

论文说明：主要符号表

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