CN113108356B - 一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统 - Google Patents

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CN113108356B CN202110294128.3A CN202110294128A CN113108356B CN 113108356 B CN113108356 B CN 113108356B CN 202110294128 A CN202110294128 A CN 202110294128A CN 113108356 B CN113108356 B CN 113108356B
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Abstract

本发明公开了一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统,属于集中供热技术领域,供热系统包括热电机组、热网首站、热网循环水泵、热力站、电动调节阀门、温压流测量仪、温流测量仪、温度测量仪和流量测量仪,热力站具有n个,n≥2;本发明通过在实时计算供热系统的热力失调度,并在热力站的一次网侧设置旁路调节进入热力站的热网水流量,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,达到热网运行的动态平衡,在发挥供热系统蓄热能力的同时提升了供热系统平衡调节的可靠性,具有较高的实际运用价值。

Description

一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统
技术领域
本发明涉及集中供热技术领域,具体涉及一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统。
背景技术
集中供热系统是城市的基础设施之一,也是城市的现代化水平标志之一。目前集中供热系统普遍存在着水力失调和热力失调问题,造成热用户室温高低不一,既影响供热质量,又在一些方面给供热企业带来损失。
随着高污染的分散燃煤供热锅炉的关停,热电联产作为清洁取暖的主要途径之一,不断地被作为替代分散燃煤供热锅炉的重要热源,由此也造成了热电联产集中供热系统的供热管网越来越庞大、越来越复杂,这给供热系统的热力平衡和水力平衡带来了巨大的挑战;另外,新能源发电的快速发展,也给火力发电带来了严峻的调峰形势要求,目前主要是通过建设储能装置来提升火力发电机组的调峰能力,然而这一定程度上加剧了火力发电企业的建设投资成本。而针对热电联产的供热系统,庞大的供热管网则是天然的储热设备,如果利用供热管网来进行储热,从而增加火力发电机组的调峰能力,则具有明显的经济性。
但是,首先供热管网的庞大、复杂不仅增加了集中供热系统的热力平衡调节和水力平衡调节的难度,特别是为了利用供热管网的蓄放热能力,需要进行供热系统的实时调节,进一步加剧了供热系统的水力和热力失调问题。建筑物的采暖热负荷还随着室外环境参数特别是环境温度参数的变化而动态变化,这些因素势必增加了集中供热系统的热力平衡调节和水力平衡调节的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种设计合理、性能可靠、用于集中供热的用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法,包括热网蓄热平衡调节和热网放热平衡调节,其特征是:
在热网蓄热与热网放热开始前,需要进行供热系统的平衡调节,具体步骤如下:
首先,在热电机组供热初始工况,结合当前气象参数,计算热网首站的对外供热负荷Qs0与第m个热力站所需供热负荷
Figure GDA0003595441950000011
计算方法分别为公式(1)和公式(2):
Figure GDA0003595441950000021
Figure GDA0003595441950000022
式中:Td为采暖期的室内计算温度,Tw为当天时刻的室外环境温度,
Figure GDA0003595441950000023
为采暖期的室外环境计算温度,Qw0为室外环境计算温度
Figure GDA0003595441950000024
条件下热网首站的对外供热负荷,
Figure GDA0003595441950000025
为室外环境计算温度
Figure GDA0003595441950000026
条件下第m个热力站所需的供热负荷;
然后,实时采集热力网的运行参数,包括:热网首站的一次管网供水温度Ts0、一次管网供水流量Ls0与一次管网回水温度Ts00,第m个热力站的一次网侧出口水温度
Figure GDA0003595441950000027
热网供水支管中的供水温度
Figure GDA0003595441950000028
和流量
Figure GDA0003595441950000029
与热网水旁路中的热网水流量
Figure GDA00035954419500000210
利用此时的热网水比热容Cτ,计算第m个热力站的热力失调度,其中m=1,2,3,······,n,计算方法为公式(3):
Figure GDA00035954419500000211
计算供热系统一次管网的平均热力失调度,计算方法为公式(4):
Figure GDA00035954419500000212
此时,通过调节一次管网的供水温度及第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,一直到Km和x的计算值达到允许的取值范围,供热系统则达到热平衡,调节结束;
在热网蓄热时,需进行供热系统的热网蓄热平衡调节,所述热网蓄热平衡调节,是指热电机组参与电网调峰需要降低机组出力时,通过增加机组的供热抽汽流量来降低机组出力,此时,机组增加抽汽流量产生的多余供热负荷利用一次管网对其进行储存,首先,通过增加热网首站的一次管网供水温度的方式来进行蓄热,若一次管网供水温度达到设计最高值,再通过增加热网首站的一次管网供水流量的方式来进行蓄热,在热网蓄热时,利用热力站一次网侧的热网水旁路调节进入热力站的一次管网供水流量,由此保证热力站的供热负荷一直处于平衡,直到机组不再需要降低出力来参与电网调峰时,热网蓄热过程结束;所述热网蓄热平衡调节的具体步骤如下:
首先,获取热电机组参与电网调峰相比于初始工况需要降低的电负荷Qj0,以及热电机组的排汽背压Pj0与排汽温度Tj0,热电机组供热的抽汽压力Pc0与抽汽温度Tc0;查水&水蒸汽物性参数,得出蒸汽焓值h(Pj0,Tj0)与h(Pc0,Tc0),计算热电机组需要增加的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000031
计算方法为公式(5):
Figure GDA0003595441950000032
然后,结合热电机组需要增加的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000033
与热网首站的蒸汽疏水温度Td0,查水&水蒸汽物性参数,得出饱和疏水焓值h(Td0),计算热网首站增加的供热负荷Qz0,计算方法为公式(6):
Figure GDA0003595441950000034
在热网首站当前的一次管网供水温度Ts0与一次管网供水流量Ls0之下,利用此时的热网水比热容Cτ,计算热网首站的一次管网供水温度Ts1,计算方法为公式(7):
Figure GDA0003595441950000035
进行热网首站的一次管网供水温度Ts1的合理性辨别,当一次管网供水温度Ts1不高于一次管网的设计供水温度时,供水温度Ts1合理;当一次管网供水温度Ts1高于一次管网的设计供水温度时,供水温度Ts1不合理,此时需要将热网首站的一次管网供水流量Ls0提升至Ls1,重新计算一次管网供水温度得出Ts2,使得Ts2在合理范围内,并获取实时一次管网回水温度Ts01
再者,进行热力站的供热负荷平衡调节,此时,实时调节第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,通过改变进入第m个热力站的热网水流量来保证Km和x的实时计算值一直处于允许的取值范围,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,由此完成供热系统的热网蓄热平衡调节;
在热网蓄热结束后需要放热时,需重新进行供热系统的热网放热平衡调节,所述热网放热平衡调节,是指热电机组参与电网调峰需要增加机组出力时,通过减少机组的供热抽汽流量来增加机组出力,此时,机组减少抽汽流量产生的不足供热负荷利用一次管网储热量的释放来满足,首先,在保证热网首站的一次管网供水流量和一次管网供水温度满足一次管网末端用户需求和当前气象参数的供热负荷要求的情况下,通过改变热网首站的一次管网供水温度与一次管网供水流量来进行放热,在热网放热时,利用热力站一次网侧的热网水旁路调节进入热力站的一次管网供水流量,由此保证热力站的供热负荷一直处于平衡,直到机组不再需要增加出力来参与电网调峰时,热网放热过程结束;所述热网放热平衡调节的具体步骤如下:
首先,获取热电机组参与电网调峰时相比于初始工况需要增加的电负荷Qj1,以及热电机组的排汽背压Pj1与排汽温度Tj1,热电机组供热的抽汽压力Pc1与抽汽温度Tc1;查水&水蒸汽物性参数,得出蒸汽焓值h(Pj1,Tj1)与h(Pc1,Tc1),计算热电机组需要减少的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000041
计算方法为公式(8):
Figure GDA0003595441950000042
然后,结合热电机组需要减少的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000043
与热网首站的蒸汽疏水温度Td1,查水&水蒸汽物性参数,得出饱和疏水焓值h(Td1),计算热网首站减少的供热负荷Qz1,计算方法为公式(9):
Figure GDA0003595441950000044
在热网首站当前的一次管网回水温度Ts01与一次管网供水流量Ls1之下,利用此时的热网水比热容Cτ,计算热网首站的一次管网供水温度Ts3,计算方法为公式(10):
Figure GDA0003595441950000045
判别一次管网供水温度Ts3计算值的合理性,当供水温度Ts3不低于当前气象参数供热需求的最低值时,先保持热网首站的一次管网供水流量Ls1不变;获取实时一次管网回水温度Ts02,当随着回水温度的不断降低,使得供水温度Ts3低于当前气象参数供热需求的最低值时,再通过将热网首站的一次管网供水流量Ls1降低至Ls2,且保证Ls2能够满足一次管网末端用户采暖要求;
再者,进行热力站的供热负荷平衡调节,此时,实时调节第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,通过改变进入第m个热力站的热网水流量来保证Km和x的实时计算值一直处于允许的取值范围,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,由此完成供热系统的热网放热平衡调节。
进一步的,在热网蓄热平衡调节时,当热网首站的一次管网供水流量与一次管网回水温度达到供热系统的设计最高值时,供热系统的一次管网不再具有蓄热能力,此时热网蓄热过程结束。
进一步的,在热网放热平衡调节时,当热网首站的一次管网供水流量、一次管网供水温度与一次管网回水温度达到一次管网末端用户采暖要求的最低值且是当前气象参数下满足供热负荷要求的最低值时,供热系统的一次管网蓄热量全部释放完毕,此时热网放热过程结束。
所述的用于热力网蓄放热的平衡调节方法中的供热系统,包括热电机组、热网首站、热网循环水泵、热力站、电动调节阀门、温压流测量仪、温流测量仪、温度测量仪和流量测量仪,所述热网首站的进水口和出水口分别与一次管网回水管和一次管网供水管连接,所述热网首站的进水口安装有温压流测量仪、热网循环水泵和电动调节阀门,所述热网首站的出水口安装有电动调节阀门和温流测量仪,所述热力站的一次网侧进水口和一次网侧出水口通过热网供水支管和热网回水支管分别与一次管网供水管和一次管网回水管连接,且在热力站的一次网侧设置有热网水旁路,所述热网供水支管上安装有电动调节阀门和温流测量仪,所述热力站的一次网侧进水口安装有电动调节阀门,所述热力站的一次网侧出水口安装有温度测量仪和电动调节阀门,所述热网水旁路上安装有流量测量仪和电动调节阀门,所述供热系统包含n个热力站,n≥2,每个热力站均为热用户提供采暖所需的热量。
进一步的,所述温压流测量仪用于同时测量流体的温度、压力和流量,所述温流测量仪用于同时测量流体的温度和流量。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:(1)本发明通过实时计算供热系统的热力失调度,来指导供热系统运行的平衡调节;(2)本发明在热力站的一次网侧设置旁路调节进入热力站的热网水流量,从而避免了因调节热力站供水流量而引起其他热力站供水压差的变化,提高了供热系统水力平衡的可靠性,并且在充分发挥供热管网蓄热能力的同时又保证了各个热力站一次网侧供热量的精准调节,有效的实现了供热系统的全网平衡,具有较高的实际运用价值。
附图说明
图1是本发明实施例中供热系统的结构示意图。
图中:热电机组01、热网首站02、热网循环水泵03、抽汽调节阀门04、蒸汽疏水温度测量仪05、热网回水阀门06、热网供水阀门07、热网回水温压流测量仪08、热网供水温流测量仪09、一次管网回水管010、一次管网供水管011、第一热力站1、第二热力站2、第n热力站n、第n热力阀门n01、第n热力温流测量仪n02、第n供水阀门n03、第n回水温度测量仪n04、第n回水阀门n05、第n旁路流量测量仪n06、第n旁路阀门n07、第n热网供水支管n08、第n热网回水支管n09、第n热网水旁路n10。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1,该实施例涉及用于集中供热的一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统,供热系统包括热电机组01、热网首站02、第一热力站1、第二热力站2与第n热力站n等,热电机组01的抽汽口与热网首站02的进汽口连接,且在热电机组01的抽汽口安装有抽汽调节阀门04,在热网首站02的蒸汽疏水出口安装有蒸汽疏水温度测量仪05,热网首站02的进水口和出水口分别与一次管网回水管010和一次管网供水管011连接,热网首站02的进水口安装有热网回水温压流测量仪08、热网循环水泵03和热网回水阀门06,热网首站02的出水口安装有热网供水阀门07和热网供水温流测量仪09,供热系统的热力站有n个,n≥2,每个热力站均为热用户提供采暖所需的热量,第n热力站n的一次网侧进水口和一次网侧出水口通过第n热网供水支管n08和第n热网回水支管n09分别与一次管网供水管011和一次管网回水管010连接,且在第n热力站n的一次网侧设置有第n热网水旁路n10,第n热网供水支管n08上安装有第n热力阀门n01和第n热力温流测量仪n02,第n热力站n的一次网侧进水口安装有第n供水阀门n03,第n热力站n的一次网侧出水口安装有第n回水温度测量仪n04和第n回水阀门n05,第n热网水旁路n10上安装有第n旁路流量测量仪n06和第n旁路阀门n07;第一热力站1和第二热力站2等热力站布置如第n热力站n。
在本实施例中,供热系统中的所有阀门均为电动调节阀门,可以远程进行操控;所有的测量仪均为物联网流量计,可以进行测量数据的无线远程传输。
在本实施例中,温压流测量仪用于同时测量流体的温度、压力和流量,温流测量仪用于同时测量流体的温度和流量。
在本实施例中,调节方法如下:
在热网蓄热与热网放热开始前,需要进行供热系统的平衡调节,具体步骤如下:
首先,在热电机组01供热初始工况,结合当前气象参数,计算热网首站02的对外供热负荷Qs0与第m个热力站所需供热负荷
Figure GDA0003595441950000071
计算方法分别为公式(1)和公式(2):
Figure GDA0003595441950000072
Figure GDA0003595441950000073
式中:Td为采暖期的室内计算温度,Tw为当天时刻的室外环境温度,
Figure GDA0003595441950000074
为采暖期的室外环境计算温度,Qw0为室外环境计算温度
Figure GDA0003595441950000075
条件下热网首站02的对外供热负荷,
Figure GDA0003595441950000076
为室外环境计算温度
Figure GDA0003595441950000077
条件下第m个热力站所需的供热负荷;
然后,实时采集一次管网的运行参数,包括:热网首站02的一次管网供水温度Ts0、一次管网供水流量Ls0与一次管网回水温度Ts00,第m个热力站的一次网侧出口水温度
Figure GDA0003595441950000078
热网供水支管中的供水温度
Figure GDA0003595441950000079
和流量
Figure GDA00035954419500000710
与热网水旁路中的热网水流量
Figure GDA00035954419500000711
利用此时的热网水比热容Cτ,计算第m个热力站的热力失调度,其中m=1,2,3,······,n,计算方法为公式(3):
Figure GDA00035954419500000712
计算供热系统一次管网的平均热力失调度,计算方法为公式(4):
Figure GDA00035954419500000713
此时,通过调节一次管网的供水温度及第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,一直到Km和x的计算值达到允许的取值范围,供热系统则达到热平衡,调节结束;
在热网蓄热时,需进行供热系统的热网蓄热平衡调节,是指热电机组01参与电网调峰需要降低机组出力时,通过增加热电机组01的供热抽汽流量来降低机组出力,此时,热电机组01增加抽汽流量产生的多余供热负荷利用一次管网对其进行储存,首先,通过增加热网首站02的一次管网供水温度的方式来进行蓄热,若一次管网供水温度达到设计最高值,再通过增加热网首站02的一次管网供水流量的方式来进行蓄热,在热网蓄热时,利用热力站一次网侧的热网水旁路调节进入热力站的一次管网供水流量,由此保证热力站的供热负荷一直处于平衡,直到热电机组01不再需要降低出力来参与电网调峰时,热网蓄热过程结束;所述热网蓄热平衡调节的具体步骤如下:
首先,获取热电机组01参与电网调峰相比于初始工况需要降低的电负荷Qj0,以及热电机组01的排汽背压Pj0与排汽温度Tj0,热电机组01供热的抽汽压力Pc0与抽汽温度Tc0;查水&水蒸汽物性参数,得出蒸汽焓值h(Pj0,Tj0)与h(Pc0,Tc0),计算热电机组01需要增加的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000081
计算方法为公式(5):
Figure GDA0003595441950000082
然后,结合热电机组01需要增加的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000083
与热网首站02的蒸汽疏水温度Td0,查水&水蒸汽物性参数,得出饱和疏水焓值h(Td0),计算热网首站02增加的供热负荷Qz0,计算方法为公式(6):
Figure GDA0003595441950000084
在热网首站02当前的一次管网供水温度Ts0与一次管网供水流量Ls0之下,利用此时的热网水比热容Cτ,计算热网首站02的一次管网供水温度Ts1,计算方法为公式(7):
Figure GDA0003595441950000085
进行热网首站02的一次管网供水温度Ts1的合理性辨别,当一次管网供水温度Ts1不高于一次管网的设计供水温度时,供水温度Ts1合理;当一次管网供水温度Ts1高于一次管网的设计供水温度时,供水温度Ts1不合理,此时需要将热网首站02的一次管网供水流量Ls0提升至Ls1,重新计算一次管网供水温度得出Ts2,使得Ts2在合理范围内,并获取实时一次管网回水温度Ts01
再者,进行热力站的供热负荷平衡调节,此时,实时调节第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,通过改变进入第m个热力站的热网水流量来保证Km和x的实时计算值一直处于允许的取值范围,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,由此完成供热系统的热网蓄热平衡调节;
在热网蓄热结束后需要放热时,需重新进行供热系统的热网放热平衡调节,是指热电机组01参与电网调峰需要增加机组出力时,通过减少热电机组01的供热抽汽流量来增加机组出力,此时,热电机组01减少抽汽流量产生的不足供热负荷利用一次管网储热量的释放来满足,首先,在保证热网首站02的一次管网供水流量和一次管网供水温度满足一次管网末端用户需求和当前气象参数的供热负荷要求的情况下,通过改变热网首站02的一次管网供水温度与一次管网供水流量来进行放热,在热网放热时,利用热力站一次网侧的热网水旁路调节进入热力站的一次管网供水流量,由此保证热力站的供热负荷一直处于平衡,直到热电机组01不再需要增加出力来参与电网调峰时,热网放热过程结束;所述热网放热平衡调节的具体步骤如下:
首先,获取热电机组01参与电网调峰时相比于初始工况需要增加的电负荷Qj1,以及热电机组01的排汽背压Pj1与排汽温度Tj1,热电机组01供热的抽汽压力Pc1与抽汽温度Tc1;查水&水蒸汽物性参数,得出蒸汽焓值h(Pj1,Tj1)与h(Pc1,Tc1),计算热电机组01需要减少的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000091
计算方法为公式(8):
Figure GDA0003595441950000092
然后,结合热电机组01需要减少的供热抽汽流量
Figure GDA0003595441950000093
与热网首站02的蒸汽疏水温度Td1,查水&水蒸汽物性参数,得出饱和疏水焓值h(Td1),计算热网首站02减少的供热负荷Qz1,计算方法为公式(9):
Figure GDA0003595441950000094
在热网首站02当前的一次管网回水温度Ts01与一次管网供水流量Ls1之下,利用此时的热网水比热容Cτ,计算热网首站02的一次管网供水温度Ts3,计算方法为公式(10):
Figure GDA0003595441950000095
判别一次管网供水温度Ts3计算值的合理性,当供水温度Ts3不低于当前气象参数供热需求的最低值时,先保持热网首站的一次管网供水流量Ls1不变;获取实时一次管网回水温度Ts02,当随着回水温度的不断降低,使得供水温度Ts3低于当前气象参数供热需求的最低值时,再通过将热网首站的一次管网供水流量Ls1降低至Ls2,且保证Ls2能够满足一次管网末端用户采暖要求;
再者,进行热力站的供热负荷平衡调节,此时,实时调节第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,通过改变进入第m个热力站的热网水流量来保证Km和x的实时计算值一直处于允许的取值范围,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,由此完成供热系统的热网放热平衡调节。
在进行热网蓄热平衡调节时,当热网首站02的一次管网供水流量与一次管网回水温度达到供热系统的设计最高值时,供热系统的一次管网不再具有蓄热能力,此时的热网蓄热过程结束。
在进行热网放热平衡调节时,当热网首站02的一次管网供水流量、一次管网供水温度与一次管网回水温度达到一次管网末端用户采暖要求的最低值且是当前气象参数下满足供热负荷要求的最低值时,供热系统的一次管网蓄热量全部释放完毕,此时的热网放热过程结束。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何熟悉该项技术的技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰,均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法,包括热网蓄热平衡调节和热网放热平衡调节,其特征是:
在热网蓄热与热网放热开始前,进行供热系统的平衡调节,具体步骤如下:
首先,在热电机组供热初始工况,结合当前气象参数,计算热网首站的对外供热负荷Qs0与第m个热力站所需供热负荷
Figure FDA0003595441940000011
计算方法分别为公式(1)和公式(2):
Figure FDA0003595441940000012
Figure FDA0003595441940000013
式中:Td为采暖期的室内计算温度,Tw为当天时刻的室外环境温度,
Figure FDA0003595441940000014
为采暖期的室外环境计算温度,Qw0为室外环境计算温度
Figure FDA0003595441940000015
条件下热网首站的对外供热负荷,
Figure FDA0003595441940000016
为室外环境计算温度
Figure FDA0003595441940000017
条件下第m个热力站所需的供热负荷;
然后,实时采集热力网的运行参数,包括:热网首站的一次管网供水温度Ts0、一次管网供水流量Ls0与一次管网回水温度Ts00,第m个热力站的一次网侧出口水温度
Figure FDA0003595441940000018
热网供水支管中的供水温度
Figure FDA0003595441940000019
和流量
Figure FDA00035954419400000110
与热网水旁路中的热网水流量
Figure FDA00035954419400000111
利用此时的热网水比热容Cτ,计算第m个热力站的热力失调度,其中m=1,2,3,······,n,计算方法为公式(3):
Figure FDA00035954419400000112
计算供热系统一次管网的平均热力失调度,计算方法为公式(4):
Figure FDA00035954419400000113
此时,通过调节一次管网的供水温度及第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,一直到Km和x的计算值达到允许的取值范围,供热系统则达到热平衡,调节结束;
在热网蓄热时,进行供热系统的热网蓄热平衡调节,所述热网蓄热平衡调节,是指热电机组参与电网调峰需要降低机组出力时,通过增加机组的供热抽汽流量来降低机组出力,此时,机组增加抽汽流量产生的多余供热负荷利用一次管网对其进行储存,首先,通过增加热网首站的一次管网供水温度的方式来进行蓄热,若一次管网供水温度达到设计最高值,再通过增加热网首站的一次管网供水流量的方式来进行蓄热,在热网蓄热时,利用热力站一次网侧的热网水旁路调节进入热力站的一次管网供水流量,由此保证热力站的供热负荷一直处于平衡,直到机组不再需要降低出力来参与电网调峰时,热网蓄热过程结束;所述热网蓄热平衡调节的具体步骤如下:
首先,获取热电机组参与电网调峰相比于初始工况需要降低的电负荷Qj0,以及热电机组的排汽背压Pj0与排汽温度Tj0,热电机组供热的抽汽压力Pc0与抽汽温度Tc0;查水&水蒸汽物性参数,得出蒸汽焓值h(Pj0,Tj0)与h(Pc0,Tc0),计算热电机组需要增加的供热抽汽流量
Figure FDA0003595441940000021
计算方法为公式(5):
Figure FDA0003595441940000022
然后,结合热电机组需要增加的供热抽汽流量
Figure FDA0003595441940000023
与热网首站的蒸汽疏水温度Td0,查水&水蒸汽物性参数,得出饱和疏水焓值h(Td0),计算热网首站增加的供热负荷Qz0,计算方法为公式(6):
Figure FDA0003595441940000024
在热网首站当前的一次管网供水温度Ts0与一次管网供水流量Ls0之下,利用此时的热网水比热容Cτ,计算热网首站的一次管网供水温度Ts1,计算方法为公式(7):
Figure FDA0003595441940000025
进行热网首站的一次管网供水温度Ts1的合理性辨别,当一次管网供水温度Ts1不高于一次管网的设计供水温度时,供水温度Ts1合理;当一次管网供水温度Ts1高于一次管网的设计供水温度时,供水温度Ts1不合理,此时将热网首站的一次管网供水流量Ls0提升至Ls1,重新计算一次管网供水温度得出Ts2,使得Ts2在合理范围内,并获取实时一次管网回水温度Ts01
再者,进行热力站的供热负荷平衡调节,此时,实时调节第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,通过改变进入第m个热力站的热网水流量来保证Km和x的实时计算值一直处于允许的取值范围,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,由此完成供热系统的热网蓄热平衡调节;
在热网蓄热结束后需要放热时,重新进行供热系统的热网放热平衡调节,所述热网放热平衡调节,是指热电机组参与电网调峰需要增加机组出力时,通过减少机组的供热抽汽流量来增加机组出力,此时,机组减少抽汽流量产生的不足供热负荷利用一次管网储热量的释放来满足,首先,在保证热网首站的一次管网供水流量和一次管网供水温度满足一次管网末端用户需求和当前气象参数的供热负荷要求的情况下,通过改变热网首站的一次管网供水温度与一次管网供水流量来进行放热,在热网放热时,利用热力站一次网侧的热网水旁路调节进入热力站的一次管网供水流量,由此保证热力站的供热负荷一直处于平衡,直到机组不再需要增加出力来参与电网调峰时,热网放热过程结束;所述热网放热平衡调节的具体步骤如下:
首先,获取热电机组参与电网调峰时相比于初始工况需要增加的电负荷Qj1,以及热电机组的排汽背压Pj1与排汽温度Tj1,热电机组供热的抽汽压力Pc1与抽汽温度Tc1;查水&水蒸汽物性参数,得出蒸汽焓值h(Pj1,Tj1)与h(Pc1,Tc1),计算热电机组需要减少的供热抽汽流量
Figure FDA0003595441940000031
计算方法为公式(8):
Figure FDA0003595441940000032
然后,结合热电机组需要减少的供热抽汽流量
Figure FDA0003595441940000033
与热网首站的蒸汽疏水温度Td1,查水&水蒸汽物性参数,得出饱和疏水焓值h(Td1),计算热网首站减少的供热负荷Qz1,计算方法为公式(9):
Figure FDA0003595441940000034
在热网首站当前的一次管网回水温度Ts01与一次管网供水流量Ls1之下,利用此时的热网水比热容Cτ,计算热网首站的一次管网供水温度Ts3,计算方法为公式(10):
Figure FDA0003595441940000035
判别一次管网供水温度Ts3计算值的合理性,当供水温度Ts3不低于当前气象参数供热需求的最低值时,先保持热网首站的一次管网供水流量Ls1不变;获取实时一次管网回水温度Ts02,当随着回水温度的不断降低,使得供水温度Ts3低于当前气象参数供热需求的最低值时,再通过将热网首站的一次管网供水流量Ls1降低至Ls2,且保证Ls2能够满足一次管网末端用户采暖要求;
再者,进行热力站的供热负荷平衡调节,此时,实时调节第m个热力站一次网侧的热网水旁路的阀门开度,通过改变进入第m个热力站的热网水流量来保证Km和x的实时计算值一直处于允许的取值范围,从而保证各个热力站的供热负荷平衡,由此完成供热系统的热网放热平衡调节;
在热网蓄热平衡调节时,当热网首站的一次管网供水流量与一次管网回水温度达到供热系统的设计最高值时,供热系统的一次管网不再具有蓄热能力,此时热网蓄热过程结束;
在热网放热平衡调节时,当热网首站的一次管网供水流量、一次管网供水温度与一次管网回水温度达到一次管网末端用户采暖要求的最低值且是当前气象参数下满足供热负荷要求的最低值时,供热系统的一次管网蓄热量全部释放完毕,此时热网放热过程结束。
2.一种如权利要求1所述的用于热力网蓄放热的平衡调节方法中的供热系统,其特征是,所述供热系统包括热电机组、热网首站、热网循环水泵、热力站、电动调节阀门、温压流测量仪、温流测量仪、温度测量仪和流量测量仪,所述热网首站的进水口和出水口分别与一次管网回水管和一次管网供水管连接,所述热网首站的进水口安装有温压流测量仪、热网循环水泵和电动调节阀门,所述热网首站的出水口安装有电动调节阀门和温流测量仪,所述热力站的一次网侧进水口和一次网侧出水口通过热网供水支管和热网回水支管分别与一次管网供水管和一次管网回水管连接,且在热力站的一次网侧设置有热网水旁路,所述热网供水支管上安装有电动调节阀门和温流测量仪,所述热力站的一次网侧进水口安装有电动调节阀门,所述热力站的一次网侧出水口安装有温度测量仪和电动调节阀门,所述热网水旁路上安装有流量测量仪和电动调节阀门,所述供热系统包含n个热力站,n≥2,每个热力站均为热用户提供采暖所需的热量。
3.根据权利要求2所述的用于热力网蓄放热的平衡调节供热系统,其特征是,所述温压流测量仪同时测量流体的温度、压力和流量,所述温流测量仪同时测量流体的温度和流量。
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