集中供熱系統(tǒng)調(diào)峰供熱方式研究

集中供熱系統(tǒng)調(diào)峰方式研究張群力北京建筑工程學(xué)院目錄應(yīng)用背景應(yīng)用形式及其特點(diǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)論2/251應(yīng)用背景集中熱源與分散熱源配置需要優(yōu)化城市熱網(wǎng)供熱率低，30%；目前城市熱網(wǎng)供熱面積約1.5億m2；天然氣供熱用量較大，>40億m3；城市熱網(wǎng)周邊分布著大量燃煤、燃?xì)忮仩t房，供熱面積約2億m2；初末寒期，城市熱網(wǎng)供熱能力存在富裕。熱網(wǎng)周邊大量燃?xì)忮仩t開(kāi)始耗氣采暖；一次網(wǎng)側(cè)集中設(shè)置調(diào)峰熱源，一次網(wǎng)在初末寒期也存在輸熱能力富裕的現(xiàn)象。熱電廠替代燃煤或燃?xì)忮仩t的潛力存在的問(wèn)題城市集中供熱管網(wǎng)在初末寒期間的供熱能力出現(xiàn)富余，在采暖季大部分時(shí)間內(nèi)熱電廠未能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷供熱運(yùn)行，熱網(wǎng)輸送能力過(guò)剩。初末寒期間，現(xiàn)有的熱電廠熱源處于部分負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，造成供熱能力過(guò)剩，與此同時(shí)燃?xì)忮仩t房開(kāi)始大量消耗天然氣供熱。造成優(yōu)質(zhì)天然氣資源的大量消耗，供熱成本增加。利用燃?xì)膺M(jìn)行集中調(diào)峰方式的輸配能耗和管網(wǎng)熱損失要大于分散式燃?xì)庹{(diào)峰方式。采用分布式燃?xì)庹{(diào)峰方式可以降低燃?xì)饧姓{(diào)峰方式中城市管網(wǎng)的輸配能耗和熱損失。4/25解決途徑將既有的城市集中供熱熱源與分布其周邊的優(yōu)質(zhì)燃煤燃?xì)忮仩t供熱資源整合在一起；將原有的分布式熱源的供熱用戶納入到城市集中供熱體系中；在初末寒期利用集中熱源為原有的集中熱用戶和分散熱用戶提供基礎(chǔ)供熱負(fù)荷。當(dāng)嚴(yán)寒期集中熱源不能滿足所有用戶供熱需求時(shí)，啟動(dòng)集中熱網(wǎng)周邊的分布式燃煤燃?xì)鉄嵩醋鳛檎{(diào)峰熱源。5/252分布式調(diào)峰供熱方式研究2.1分布式調(diào)峰供熱方式應(yīng)用形式在熱力站二次側(cè)設(shè)置小型燃?xì)忮仩t，作為調(diào)峰熱源，與集中熱網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行；集中熱源僅承擔(dān)采暖的基礎(chǔ)負(fù)荷。

燃煤燃?xì)猹?dú)立供熱方式分布式調(diào)峰供熱方式2.2分布式調(diào)峰供熱方式特點(diǎn)提高集中熱源滿負(fù)荷利用時(shí)間?？纱蠓冉档凸崮芎暮统杀?；提高一次網(wǎng)的滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，使已有一次管網(wǎng)承擔(dān)更多采暖面積；熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，按不同熱力站需要供熱。換熱站集中供熱系統(tǒng)熱源用戶燃?xì)忮仩t供熱130℃70℃60℃85℃60℃用戶85℃換熱站集中熱源用戶調(diào)峰熱源130℃70℃85℃60℃換熱站集中供熱系統(tǒng)熱源用戶調(diào)峰鍋爐130℃70℃85℃60℃燃煤燃?xì)猹?dú)立供熱運(yùn)行方式燃煤燃?xì)饴?lián)合運(yùn)行集中調(diào)峰方式燃煤燃?xì)饴?lián)合運(yùn)行分布式式調(diào)峰方式供熱資源整合前后的供熱負(fù)荷曲線初末寒期：

減少分散熱源的供熱能力；降低天然氣的消耗；

提高集中熱源的供熱能力；降低供熱成本；嚴(yán)寒期：

啟動(dòng)分散熱源作為調(diào)峰熱源。8/25燃煤、燃?xì)猹?dú)立供熱方式分布式調(diào)峰供熱方式3技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析參考方式對(duì)比方式對(duì)比方式初投資獨(dú)立運(yùn)行方式集中調(diào)峰方式分布調(diào)峰方式采暖面積，萬(wàn)m2104.7100.0104.7燃煤鍋爐，MW292929燃?xì)忮仩t，MW212121一次網(wǎng)，萬(wàn)m25810058熱力站，MW295029二次網(wǎng)，萬(wàn)m2104.7100104.79/25集中熱源和調(diào)峰熱源的裝機(jī)容量相同；與獨(dú)立供熱方式相比，由于存在一次網(wǎng)熱損失，集中調(diào)峰供熱方式的供熱面積變?。慌c獨(dú)立供熱方式相比，分布式調(diào)峰供熱方式的供熱面積不變。3.1案例分析工況設(shè)定（1）不同供熱方式的延時(shí)負(fù)荷曲線相同的裝機(jī)容量下，同集中調(diào)峰供熱方式相比，分布式調(diào)峰供熱方式可以避免調(diào)峰熱源在一次網(wǎng)環(huán)節(jié)的熱損失，基礎(chǔ)熱源的使用時(shí)間更長(zhǎng)，供熱能力更大。10/25燃煤、燃?xì)猹?dú)立供熱方式分布式調(diào)峰供熱方式（2）不同供熱方式的燃煤鍋爐負(fù)荷和燃?xì)忮仩t負(fù)荷與燃煤和燃?xì)夤徨仩t獨(dú)立運(yùn)行方式相比，燃煤和燃?xì)夤徨仩t聯(lián)合運(yùn)行方式中承擔(dān)調(diào)峰的燃?xì)忮仩t負(fù)荷使用時(shí)間顯著降低，承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的燃煤鍋爐使用時(shí)間顯著增加。聯(lián)合運(yùn)行方式中，與集中調(diào)峰供熱方式相比，分布式調(diào)峰方式中承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的燃煤鍋爐的使用時(shí)間更長(zhǎng)些。11/25不同供熱方式燃?xì)忮仩t供熱負(fù)荷不同供熱方式燃煤鍋爐供熱負(fù)荷（3）不同供熱方式的一次網(wǎng)和二次網(wǎng)運(yùn)行溫度與集中調(diào)峰供熱方式相比，分布式調(diào)峰供熱方式在初末寒期的一次網(wǎng)供水溫度較高，一次網(wǎng)在初末寒期的供熱能力較大，一次網(wǎng)的熱輸送能力得到充分利用；分布式調(diào)峰供熱方式的二次網(wǎng)的供水溫度較低，需要經(jīng)過(guò)調(diào)峰熱源再熱達(dá)到用戶供熱需求。12/25不同供熱方式的一次網(wǎng)溫度曲線不同供熱方式二次網(wǎng)溫度曲線3.2節(jié)能性分析設(shè)計(jì)工況下，燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t獨(dú)立運(yùn)行方式與燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t分散調(diào)峰方式的一次能源利用效率相同。由于燃?xì)饧姓{(diào)峰鍋爐存在一次網(wǎng)供熱損失，其一次能源利用效率較低。在整個(gè)采暖季，聯(lián)合供熱方式中分布式調(diào)峰供熱方式的單位面積供熱能耗最低。13/25設(shè)計(jì)工況下不同供熱方式的一次能源利用效率整個(gè)采暖季單位面積耗熱量3.2節(jié)能性分析在相同熱源設(shè)備安裝容量下，相同的調(diào)峰系數(shù)下：相對(duì)于燃煤和燃?xì)忮仩t獨(dú)立運(yùn)行方式，燃煤與燃?xì)饴?lián)合運(yùn)行方式具有較大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)；相對(duì)于集中調(diào)峰方式，分布式調(diào)峰方式的節(jié)能優(yōu)勢(shì)更大些；分布式調(diào)峰供熱方式的供熱能耗最低，增加耗煤量，減少耗氣量；整個(gè)采暖季不同供熱方式消耗的燃料量3.3經(jīng)濟(jì)性分析在聯(lián)合運(yùn)行方式中，與集中調(diào)峰供熱方式相比，分布式調(diào)峰供熱方式的年運(yùn)行費(fèi)更低。15/25不同供熱方式年運(yùn)行費(fèi)（折舊期20年）結(jié)論相對(duì)于燃?xì)忮仩t集中調(diào)峰供熱方式，采用燃?xì)忮仩t分布式調(diào)峰供熱方式具有如下優(yōu)點(diǎn)：可提高承擔(dān)基礎(chǔ)供熱負(fù)荷的燃煤鍋爐的滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)，可提高燃煤鍋