01
运行前准备工作
常规热电联产集中供热系统可能包括:汽水首站、调峰锅炉、一次管网、隔压站、加压站、小区换热站、二次管网、户内采暖设施等。
集中供热系统运行前的准备工作一般包括:
1.确认系统状态。
主要包括各阀门启闭状态、新施工管网投运状态、临时加固装置状态、不能参与系统水冲洗等设备的解列状态、水压试验用压力表已安装、放气阀开启、泄水阀关闭、所有管线巡检完毕等。注意确认阀门状态比较重要,系统冲洗合格前应尽量减少阀门的启闭次数,避免杂物对阀门密封面造成损伤。
2.系统充水。
对于大型集中供热系统来说,首次充水需要时间较长,为保证充水质量、及时了解充水进度,可采取先回水、后供水、自首站开始逐步打开主干线关断阀等分段充水的模式。充水点可采用首站充水+主干线临时充水点相结合的方式进行。
系统充水需注意放气点的观察,放气点有不间断水流出,且低点压力表有读数后,一般判断该管段基本充满。
3.水压试验。
水压试验主要有严密性试验和强度试验。水压试验可根据系统实际情况采取分段打压的方式。试验前应保证系统充满水、升压过程应缓慢且均匀。当环境温度低于5℃时,应有防冻措施。强度试验压力为设计压力的1.5倍,严密性试验为设计压力的1.25倍。
个人理解严密性试验和强度试验的区别:强度试验主要为了检验管道、焊口的安装强度,及支吊架的受力情况等,系统上的补偿器等其他附件可不参加强度试验。而严密性试验主要为了检验系统整体安装完成后一次全面性检查,系统应整体安装完毕后进行试验。
4.管网冲洗。
系统水压试验完成后,再进行系统冲洗。
充分利用一次网管线水压试验时的充水,开启首站补水泵、并使热网系统维持在系统运行的定压值上,按照从首站由近到远顺序、依次打开外网管线分断阀门井内所装设的泄水阀门,进行分段管线的初清洗。待目测泄水水质较为清净时,即可关闭泄水阀。
系统整体试运清洗时,启动系统循环泵,使系统循环流量达到设计值并稳定运行;期间,应密切关注各处除污器出入口的压差变化:若该压差≥1.5m水柱时,即应马上快速打开该除污器的排污阀,待目测泄水水质较为清净时,即可快速关闭排污阀。
5.系统冷态试运行。
一次网系统冷态试运行,在系统试压合格、系统缺陷已消除、各系统运转设备及人员皆已具备冷态运行条件后进行。
系统冷态试运行前,应结合年度运行负荷、有针对性地进行冷态试运行;对试运行各阶段的任务、方法、步骤、多方协调组织配合及应急措施等,均应作细致安排。系统冷态试运行的技术方案,应参考当年的系统运行方案来进行。
6.系统热态试运行。
待一次网系统、供热首站、各投运换热站均单体调试完成后,可开始进行带热试运行。带热试运行主要试验对象为首站蒸汽系统、凝结水系统、汽水换热器和换热站内板式换热器。每隔一段时间对管道、设备进行全面检查,并做好记录,检查管道、设备运行是否正常。
02
运行方案
集中供热系统的运行方案主要包括热源调度、一次网运行调节、换热站运行调节、二级网水力平衡等。热源调度和换热站的运行调节需结合一次网调节共同进行,热源调度和一次网运行调节为集中供热系统运行调节最重要的部分。
(一)供热系统运行方案的目的:
1.调节管网平衡,保证供热效果的一致性。
通过各种调节手段使各换热站的供热量与用户的热损失的变化相适应,保证户内温度达标,尽量避免冷热不均的现象。
2.精细化调节,实现热量的按需分配。
根据室外温度及时准确的确定热负荷,精确制定用热计划,保证系统输送热量和实际需求负荷相匹配,防止热量过度供应造成不必要的浪费。
3.优化运行方案,实现经济运行。
通过优化系统运行的温度、压力、循环流量等,提高系统运行经济性,降低系统能耗。
(二)一次网运行中常见的问题:
1.一次网循环流量偏大,造成耗电量增加。
2.一次网最不利环路资用压头过大,增加了不必要的电耗。
3.一次网不平衡,主要体现在各二级站热量供需失衡。
4.一次网过度调节,造成管网运行工况波动。
(三)供热系统运行方案的制定:
1.以大温差、小流量的运行方式,降低系统运行电耗。
通过采用大温差、小流量的运行方式,可直接降低一次管网的电耗,也提高了一次网的输送能力。降低循环流量的同时也改善了管网的沿途阻力,进而提高了一次网最不利环路的资用压头,使管网的可调节能力得到提高。
2.合理确定热指标并根据气温变化及时修正。
建筑物的供暖热负荷因室外温度变化而变化,建筑物的需热量波动比较大。采取“以单位时间气象资料对热指标进行修正”的热量调节方式,不仅降低了管网运行工况波动,同时也减小运行调节工作量。
有研究表明:各房间的内壁温度波动相对于室外温度延迟时间普遍在10小时左右,因此在热量调节方面,可充分利用建筑物的热惰性。
根据单位时间长度可将热负荷预测分为短期、中期和长期。
短期时间可为24小时,为热源供热量与热用户需热量提供依据,按需供热。
中期时间可为3-7天,为系统运行、热源调度等提供依据。
长期时间为整个月,为一次网阶段性运行流量提供依据。
3.确定合理的一次网运行调节模式。
集中供热系统集中调节方式主要有四种。
(1)质调节。采用质调节,系统的循环流量是恒定的,管理简单,操作网路水力工况稳定,但电耗高。
(2)量调节。供水温度保持不变,管道的应力变化不大,有利于管网和补偿器的使用寿命。但容易引起水力失调,操作技术复杂,水力工况不稳定,但节电效果最明显。
(3)分阶段改变流量的质调节。把整个采暖期按照室外温度的高低分成若干个阶段,在室外温度较低时采用最大流量,在室外温度较高时,保持较小流量。此运行工况结合质调节和量调节的优点,能较好的节约能源。
(4)分阶段改变供水温度的量调节。此种调节模式的水力工况理论上好与单纯的量调节。但供暖初期,热负荷较低,选择较高的供水温度必然会时流量降低,流速低于正常流量,造成管道输送损失加大。此种调节方式将供水温度按照室外温度的高低分成若干阶段,能实现系统运行的最佳经济性,但对系统自动化控制程度和可调整性能要求较高,且大型集中供热管网,量调时各处压力工况波动较大。
集中供热系统集中调节方式的选择,应该根据系统实际规模及自动化设备配置情况,理论上最佳经济性并不一定适用所有的供热系统。
4.确定合理的热源调节方案。
(1)确定合理的循环流量,确保与供水温度的最佳匹配。在保证系统最不利环路资用压头满足需求时,尽量降低管网循环流量。当热源为区域锅炉房时,还应考虑保证锅炉最低循环流量。
(2)确定合理的循环水量与循环泵之间的最佳匹配。大型集中供热系统,一般采用多台循环泵并联运行的方式。受循环泵自身特性曲线、频率变化和管网系统阻力特性的综合影响,系统循环流量与循环泵之间存在一定的经济匹配模式,在运行实践中,应尽量找到最佳运行方式。
(3)根据热源加热设备特性,合理确定阶段性供水温度的调节范围。通过调整循环泵运行台数和运行频率,控制合理的循环流量。通过调整热源加热设备的运行台数和运行参数,控制合理的供水温度变化范围。
5.水力工况分析。
通过供热运行方案的制定,确定几种流量运行工况。每种运行工况下,系统的流量、比摩阻、压损等参数都会发生变化,再对每种运行工况进行分析后,保证调节后管网各节点和热用户的资用压头在合理的范围内,保证整个供热系统任何一点不超压、不倒空。
6.热源与热网的调节匹配。
大型集中供热管网为了增加系统的安全性,一般都是多热源联网运行。多热源联网运行可以提高系统的可靠性以及不同形式热源合理匹配带来的热源运行的经济性,在具体的运行调度时还应注意以下问题:
(1)各个热源热负荷的匹配
热源承担热负荷的能力受到热源本身容量的限制,同时受到热网输配能力的限制。另外不同热源制备热能和输送热能的成本随承担的负荷而变化,在实际运行中还要考虑不同热源的经济性、可靠性和灵活性。
主热源应为热电厂,且需满负荷运行;调峰热源在热负荷达到一定规模时投入。
(2)各个热源运行时调节方法
按照各个热源的热负荷分配比例,调整各个热源的供热量,同时按照最不利环路的运行工况调整整个供需关系,控制各个热源处循环水泵的转速,使各个热源的供水温度保持一致。
7.事故状态下的调整
事故状态一般考虑热源单台机组事故。事故发生时,应先投运备用热源,对备用热源的投入做水力工况分析,按照多热源联网的运行思路制定事故状态运行方案。若备用热源无法满足热负荷需求时,按比例调整换热站供热参数,保证事故状态下全网水力平衡,避免管网水力工况剧烈波动。