供熱多熱源運行的必要性和技術(shù)問題分析（二）

2、協(xié)調(diào)運行的基本原則

多熱源聯(lián)網(wǎng)的供熱系統(tǒng)，往往都是比較大型的，其供熱面積常常在幾百萬平方米以上，一般系統(tǒng)構(gòu)成也比較復(fù)雜。除多個熱源外，常有多種類型熱負(fù)荷的需求；在連接方式上，可能既有間接連接，也有直接連接，還有不同功能的增壓泵、混水泵。在這種情況下，為供熱系統(tǒng)的合理運行提出了許多新課題。如：各熱源是同時啟動，還是遞序啟動？是聯(lián)網(wǎng)運行還是摘網(wǎng)運行？同樣，各泵站中水泵何時啟動、何時關(guān)停？是起增壓作用還是混水作用？在熱源、水泵的不同工作狀態(tài)下，系統(tǒng)的運行工況能不能滿足用熱的需求？所有這些問題，都應(yīng)該通過管理層的協(xié)調(diào)運行來解決。根據(jù)這些年國內(nèi)外運行實踐，我認(rèn)為在制定系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行方案時，必須遵循以下三條基本原則：

2.1熱量平衡

制定各熱源協(xié)調(diào)運行方案，主要目的是確定哪個熱源是主熱源，哪些熱源是調(diào)峰熱源，各熱源承擔(dān)的供熱量是多少以及各熱源的啟動時間和運行時間。

確定多熱源協(xié)調(diào)運行方案的基本依據(jù)是熱量平衡，這里所說的熱量平衡，應(yīng)該包括三個涵義：

2.1.1在供熱期間，各熱源總供熱量應(yīng)等于熱用戶總需熱量；

2.1.2在各個不同外溫區(qū)段，各熱源的小時供熱量之和應(yīng)等于同一時段內(nèi)熱用戶的小時需熱量之和；

2.1.3在同一時段，每個熱源的小時供熱量應(yīng)等于該熱源所承擔(dān)的用戶的小時需熱量。

在進行熱量平衡的過程中，應(yīng)詳細(xì)繪制當(dāng)?shù)氐墓嶝?fù)荷延續(xù)圖。根據(jù)各熱源的產(chǎn)熱設(shè)備（熱電廠的供熱站或鍋爐房的鍋爐）的供熱能力，結(jié)合供熱負(fù)荷延續(xù)圖給出的不同外溫下的需熱量，制定協(xié)調(diào)運行方案?？偟脑瓌t是主熱源承擔(dān)基本熱負(fù)荷，并在整個運行期間力爭全時滿負(fù)荷運行。無論是主熱源，還是調(diào)峰熱源的各個產(chǎn)熱設(shè)備，凡是成本低、能耗少、效率高的應(yīng)優(yōu)先投運，并盡可能地延長其運行時間，以提高其經(jīng)濟性。為了更科學(xué)、更有效地進行協(xié)調(diào)運行，通常借助優(yōu)化理論編制的軟件完成優(yōu)化計算。我們采用遺傳算法，編制了多熱源聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化運行軟件，取得了很好效果。這種遺傳算法，是近年來國內(nèi)外得到迅速發(fā)展的一種*化理論，它屬于并行算法，即在同一時刻，可從多個方向進行搜索，不但尋優(yōu)速度快，而且避免了繁雜的數(shù)學(xué)建模。將這種優(yōu)化算法，移植于多熱源聯(lián)網(wǎng)的運行方案制定上，一定有廣闊前景。

多熱源的產(chǎn)熱設(shè)備其供熱量常常與熱用戶的需熱量不相匹配，特別是在初寒期，即在供暖初期和末期，經(jīng)常出現(xiàn)供熱量多于需熱量的情形，造成不必要的能源浪費。在這種情況下，國外多采用儲熱罐，將多余熱量儲存起來，在用熱需求增加時，添補熱源的供熱量。這種儲熱罐，在儲熱時相當(dāng)于一個熱用戶；在對外供熱時，又相當(dāng)于一個熱源。因此，儲熱罐的運行方式，應(yīng)該在多熱源協(xié)調(diào)運行方案的制定過程中一并考慮。北京熱力集團，基于上述原因，正在多熱源的供熱系統(tǒng)上增設(shè)一個6000立方米的儲熱罐，屆時，節(jié)能的方式又將增加一種新的手段。

2.2流量平衡

多熱源在協(xié)調(diào)運行方案的指導(dǎo)下運行，供熱系統(tǒng)的總供熱量與總需熱量和小時總供熱量與小時總需熱量的平衡比較容易實現(xiàn)，www.china-heating.com但各熱用戶的小時供熱量與小時需熱量的平衡卻比較難實現(xiàn)，這里存在一個總供熱量與總需熱量平衡時，各熱用戶還要完成一個供熱量再分配的問題。一般情況下，各熱用戶的供水溫度是相等的（忽略管網(wǎng)溫降），這時決定供熱量是否滿足需熱量，主要取決供水量。因此，要想全面實現(xiàn)熱量平衡，還必須進行流量平衡。

這里所說流量平衡，應(yīng)該包括兩層涵義：

2.2.1供熱系統(tǒng)各區(qū)段總實際循環(huán)流量應(yīng)該等于該區(qū)段的理想流量；

    2.2.2各熱用戶的實際循環(huán)流量應(yīng)該等于該熱用戶的理想流量。

我們所說的理想流量，在設(shè)計工況下即為設(shè)計流量；在非設(shè)計工況下，則是*循環(huán)流量。

對于多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)，實現(xiàn)各區(qū)段的實際循環(huán)流量與理想循環(huán)流量的平衡，其目的是有效劃分各熱源的供熱區(qū)段或供熱范圍。核心技術(shù)手段是確定供熱系統(tǒng)的水力匯交點。水力匯交點，一般有兩種情況：一種情況是該點流體處于靜止?fàn)顟B(tài)（通常為某一干管）；一種情況是該點成為兩股流體相向流動的匯交點（一般在干管三通處）。對于均勻流動的單環(huán)供熱系統(tǒng)，一般幾個熱源聯(lián)網(wǎng)就有幾個匯交點（對于多環(huán)網(wǎng)，每個環(huán)網(wǎng)至少有一個匯交點）。匯交點類似于關(guān)斷閥門，相當(dāng)于把一個多熱源的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解列為多個單熱源供熱系統(tǒng)，每個熱源承擔(dān)一定范圍的供熱面積。因此，在多熱源聯(lián)網(wǎng)時，總供熱量與總需熱量平衡的條件下，只要水力匯交點能按設(shè)計意圖選取，那么各熱源所承擔(dān)的區(qū)段供熱量一定會與該區(qū)段的需熱量相平衡。

熱用戶實際循環(huán)流量與理想流量的平衡，要通過流量調(diào)節(jié)來實現(xiàn)：在設(shè)計工況，通過初調(diào)節(jié)實現(xiàn)；在非設(shè)計工況，則要通過中央和局部的變流量調(diào)節(jié)來完成。

2.3壓力平衡

在現(xiàn)實的供熱系統(tǒng)中，不可能在各環(huán)路、各支線都安裝流量計，因此，用流量計的測試數(shù)據(jù)判斷是否達到流量平衡是困難的。但是，流量和壓力二個參數(shù)，存在著確定的函數(shù)關(guān)系，而且其變化值的反映速度非?？?，等于聲音在水中的傳播速度，即流量、壓力的變化，可以在1秒鐘內(nèi)傳遞到1公里遠(yuǎn)的距離。因此，采用壓力平衡，間接判斷流量是否平衡，不但直觀、有效而且快速，是非常理想的。

多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)，實現(xiàn)壓力平衡要完成的主要內(nèi)容為：

2.3.1使設(shè)定匯交點處的區(qū)段供水壓力zui低，回水壓力zui高；

2.3.2熱用戶（含熱力站）的實際資用壓頭等于其理想資用壓頭；

2.3.3各熱源承擔(dān)的分區(qū)供熱系統(tǒng)，其各個恒壓點壓力必須在設(shè)定的數(shù)值下運行。

上述的*條，是企圖說明采用壓力平衡尋找系統(tǒng)匯交點的方法；第二條是借用滿足用戶資用壓頭平衡來實現(xiàn)熱用戶流量的平衡；第三條則是保證全網(wǎng)壓力穩(wěn)定進而實現(xiàn)各熱源間流量均勻分配的重要措施。