第 1 章 绪论1.1 项目背景及研究的目的和意义北京市热力集团在“十二五”时期得到快速发展,截至到 2015 年底,北京市热力集团城中心区集中供热面积约为 1.8 亿平方米,热力站 2670 座,管网长度 1121 公里,形成 8 个热电厂和 5 个燃气尖峰供热厂共 13 个热源厂的多热源联网运行管网,已经成为全国供热规模最大、联网运行热源个数最多" />

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大型供热系统调度运行研究

发布时间:2017-09-04编辑:毕业论文
p id="contentMidPicAD" >第 1 章 绪论

1.1 项目背景及研究的目的和意义

北京市热力集团在“十二五”时期得到快速发展,截至到 2015 年底,北京市热力集团城中心区集中供热面积约为 1.8 亿平方米,热力站 2670 座,管网长度 1121 公里,形成 8 个热电厂和 5 个燃气尖峰供热厂共 13 个热源厂的多热源联网运行管网,已经成为全国供热规模最大、联网运行热源个数最多的供热企业。进入到“十三五”时期,中央要求疏解非首都核心功能,城市发展的规模、能源消耗的总量都要受到限制,城市燃气和供热的供应也处在紧平衡状态[1]。随着国家“十三五”规划中进一步降低各行业能耗的要求,北京全面治理大气污染排放等要求,未来我市原则上将不再新建大型发电厂并将逐步压减本地发电量,主要依靠外部送电来满足新增电力需求[2]。更加突出了加强管网供热运行调节精细化的必要性,也是进一步降低能耗、减少排放的手段和措施。“十三五”时期是我们供热企业从飞速发展的模式向精细化管理模式转变的重要阶段。 北京热力集团本着服务好中央、服务好首都人民,北京创建和谐宜居的国际大都市的背景下,需要将供热工作做到更高标准,在保障好供热安全、稳定的前提下,做好供热精细化工作,并显示出在供热领域的科技创新实力。近年来供热企业的成本不断增加,为了不断提高效益,需要实行经济运行、优化调度、节能降耗,从自身挖掘潜力,走可持续发展的道路。 在以往按面积收费的情况下,供热调节方式主要是通过天气预报的室外温度,按照供、回水温度调节曲线,采用分阶段改变流量的质调节的调节方式,此种调节方式在按照面积收费的情况下是比较可行的,节能效果显著。但在公建热计量以及居民热计量的负荷增多之后,我们的调节方式不仅需要考虑室外温度的变化,还要考虑用户需求的变化,用户的自主调节成为我们必须要考虑的一个重要因素。因此,目前的分阶段改变流量的质调节方式就不再适应现有的状况,需要我们进一步研究更为精细的负荷变化调节规律。研究新形势下供热运行调节的方式,在保障供热安全平稳运行的前提下,降低供热能耗,做好精细化运行调节是本课题研究的重要意义所在。本文论述了供热调度运行精细化的必要性,介绍了国内外集中供热运行的实际情况和理论研究的进展状况,对我市未来供热发展做了一定展望。作者按照自身工作情况结合供热调度运行发展变化,通过数据分析、对比,研究负荷变化规律、用户调节的特点,为供热运行调节提供了数据支撑,在规模效益减速的时刻,通过精细化调节来为供热事业注入新的动力。

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1.2 供热运行调节在国内外研究与发展现状

多热源联网技术的核心内容是在保证用户供热质量的前提下,实现各热源的供热量能按需要进行自由调度[4]。具有多热源的供热系统,各热源热的供热费用、能源消耗成本存在较大不同时,实施联网运行能够比各热源解列单独运行减少能源消耗、降低供热成本,同时通过热源互补,还可提高供热的安全可靠性。随着北京城市的建设发展,集中供热规模不断扩大,北京市集中供热管网逐渐形成了联通的网状结构,各支、干线管路末端相互环接,形成环通的热力网络。采用多热源联网供热,当热网中某一热源出现事故时,各热源可相互替代、相互补充,因此供热运行的可靠性比单一热源供热系统大大提高,降低了因事故而造成的影响,可最大限度保障供热质量不降低或降低最小。[7] 贺平和孙刚教授[17]对多热源联网供热系统的供热方案及其设计特点、设计原则与方法、各种工况、调节曲线等做了一系列的研究与报道。清华大学的石兆玉教授提出了环状管网水力计算方法,并利用图论中多中位原理和遗传算法研究分析了供热系统多热源的选址问题。[33] 工程院院士江亿和秦绪忠等对多热源联网供热的水力优化调度问题,利用可及性概念[9~10,32]进行了研究,在工程案例的基础上分析了单热源枝状网的优化调度运行,多热源枝状网的优化调度运行方法和基于优化调度分析的运行调节方法。同时,很多热力公司、供热设计单位对多热源联网供热系统进行了理论与实际相结合的研究。多热源联网技术就是要解决在多热源条件下,每座热源供热量按需自由调度,同时又能够保证用户供热的质量。[6]多热源联网技术不仅可以实现供热系统经济运行,又可使各热源有效地互为备用,提高供热系统的可靠性。

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第 2 章 集中供热管网生产运行分析

2.1 多热源联网运行

北京市热力集团集中供热管网经过了近 15 年的飞速发展,到 2015 年底,联网供热面积达到 1.8 亿平方米。管网结构由最初的单热源枝状管网发展成为现在的多热源联网供热的环状管网,北京市集中供热管网的早期建设,是根据热源位置与城市建筑现状及供热半径来确定的,管网分布呈枝状。随着北京城市的建设发展,集中供热规模不断扩大。供热管网由过去的枝状结构,逐渐改建形成联通的网状结构,各支线管路末端相互连接形成环通的热力网络,随着负荷位置以及满足水力工况条件的要求,又建设了管网联通线,以改善水力工况满足用户负荷需求。现通过热力计算、启动计算、水力计算,来对供热管网进行分析研究。集中供热管网主要分为东、西两部分来解列运行,解列的主要依据是热源、管线、负荷、地势条件决定的,并得到了多年实际运行和水力计算的验证。热平衡计算参照室外日平均气温分为供热初末期、寒冷期两种工况,供热初末期、寒冷期的划界温度为日平均气温-4℃。

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2.2 供热管网运行热源启动

在这个供热季中,将有 DB、WN 热电中心 4 座新置换热电厂共 10 台燃气机组投入运行。新建配套管线 62 公里,灌水量达到 16 万吨。因今冬新建燃气电厂投运时间,以及燃煤电厂停运的时间具有不确定性,且新建燃气电厂设备试运行期间易出现故障,存在供热不稳定性,会对集中供热系统造成影响,因此为减少可能出现的供热问题,减少受影响范围,制定了东西部各热源联网及部分区域独网运行方案。 为配合四大热电中心新建电厂供热试运行,因此需提前建立热网水力工况,按照供热经济运行、节能减排的主导思想,热源启动顺序依据为:为完成燃气电厂更换燃煤电厂供热的任务,制定了先启动燃煤电厂,建立稳定的水力工况的,当燃气电厂试运调试完成后具备稳定供热运行条件,再由燃煤切换到燃气电厂供热。在实际运行中,调度人员可根据管网的实际运行工况调整热源启动顺序和供热运行参数。

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