柴玉清 王曉春 田紅霞

（河北省霸州市華北石油華隆綜合服務(wù)處 河北霸州 065700）

油田集中供熱系統(tǒng)優(yōu)化研究

柴玉清 王曉春 田紅霞

（河北省霸州市華北石油華隆綜合服務(wù)處 河北霸州 065700）

本文以華北油田某小區(qū)集中供熱存在的問題為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)集中供熱系統(tǒng)的內(nèi)容及流程，提出優(yōu)化方案。應(yīng)用結(jié)果表明，優(yōu)化后的集中供熱系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

華北油田；集中供熱；系統(tǒng)優(yōu)化

華北油田某綜合性小區(qū)采暖面積大，在供熱方面存在以下幾個(gè)問題方面：（1）缺乏必要的調(diào)控手段，隨意性較大，不能很好地依據(jù)需求來合理調(diào)整供熱量；（2）供熱管網(wǎng)的流量分配不合理；（3）管網(wǎng)部分區(qū)域管壓偏大，供熱管線老化現(xiàn)象明顯。基于以上問題，如何高效、經(jīng)濟(jì)地規(guī)劃集中供熱系統(tǒng)顯得非常重要。

1 集中供熱系統(tǒng)優(yōu)化原理

1.1 集中供熱的概念

集中供熱是指以熱蒸汽、熱水作為熱量媒質(zhì)，利用多功能的供熱管網(wǎng)和交換站來向每一個(gè)供熱區(qū)的用戶提供需要的熱能。集中供熱具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效、低噪、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 集中供熱系統(tǒng)優(yōu)化的內(nèi)容

（1）集中供熱流量調(diào)節(jié)。室外溫度變化時(shí)，相應(yīng)的熱負(fù)荷會(huì)變化，為了保證用戶的供熱需求，需要對(duì)集中供熱的流量進(jìn)行調(diào)控。（2）供熱管網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析與預(yù)測(cè)。由于建筑物的結(jié)構(gòu)，用戶對(duì)熱的需求的不確定性和室外溫度的周期性變化等因素影響，需要對(duì)集中供熱系統(tǒng)流量采用動(dòng)態(tài)的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。（3）多熱源的選擇與管理。華北油田的供熱系統(tǒng)往往采用多熱源共網(wǎng)，同時(shí)配有多種形式的混水泵、增壓泵，熱力網(wǎng)具有復(fù)雜性和多樣性。（4）集中供熱網(wǎng)流量控制。如何調(diào)整用戶的用水量，如何準(zhǔn)確計(jì)量用水量，是華北油田集中供熱系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)中重要的問題。

1.3 集中供熱系統(tǒng)優(yōu)化步驟

依據(jù)現(xiàn)目前華北油田供熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，按照集中供熱系統(tǒng)的各個(gè)要素，制定以下集中供熱系統(tǒng)的優(yōu)化步驟。

（1）對(duì)華北油田某小區(qū)供熱的需求進(jìn)行分析，了解供熱系統(tǒng)存在問題，以便確定優(yōu)化的內(nèi)容；（2）根據(jù)集中供熱原理及優(yōu)化內(nèi)容提出具體的優(yōu)化方案；（3）綜合評(píng)價(jià)優(yōu)化后的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)。

2 實(shí)例分析

通過對(duì)華北油田某小區(qū)供熱系統(tǒng)狀況分析，明確供熱系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)：（1）小區(qū)用戶室溫穩(wěn)定在16℃～20℃之間；（2）節(jié)約集中供熱成本；（3）供熱溫度與室外溫度相結(jié)合，保障供熱溫度適用當(dāng)前環(huán)境下的溫度所需。

2.1 合理選擇供熱源

該小區(qū)鍋爐房安裝兩臺(tái)WNS7-1.0/115/70-Y(Q)型的全自動(dòng)燃?xì)鉄崴仩t，在結(jié)合華北地區(qū)的氣溫變化情況下，通過對(duì)供能狀況和鍋爐用氣量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，從而方便實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)行的自動(dòng)控制。

圖1 采暖期總耗熱與地?zé)峥晒岱植紙D

2.2 自動(dòng)調(diào)控供熱熱源

供熱源具有壓力與排量穩(wěn)定的特征，因此采用變頻調(diào)速技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化管理調(diào)控輸出熱能。

2.2.1 自控系統(tǒng)功能

集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)為DCS系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有檢測(cè)、報(bào)警、顯示、數(shù)據(jù)處理等功能。

2.2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用情況分析

燃燒負(fù)荷的數(shù)據(jù)模型如下：

（1）需求的熱負(fù)荷：QS=G×(Tg-Th)×4.2/3600 MW；

（2）供給的熱負(fù)荷：Qa=QS-Qd MW。

供熱系統(tǒng)在正常運(yùn)行的情況下，自控系統(tǒng)將室外溫度與系統(tǒng)溫進(jìn)行差值計(jì)算，從而得出鍋爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)量，然后利用相應(yīng)的模塊控制調(diào)節(jié)執(zhí)行器，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)控制燃燒器的功率。當(dāng)室外溫度變化時(shí)，燃燒器功率隨著相應(yīng)的改變，從而達(dá)到最佳供熱的狀態(tài)，滿足用戶的需求。

2.3 管網(wǎng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

在采暖試運(yùn)行期，通對(duì)監(jiān)測(cè)集中供熱系統(tǒng)管網(wǎng)中用戶對(duì)供熱的需求數(shù)據(jù)，并利用計(jì)算機(jī)分析找出供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的問題，然后及時(shí)調(diào)整管網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，從而使小區(qū)供熱狀況達(dá)到優(yōu)化的目的。

2.4 應(yīng)用結(jié)果

通過集中供熱系統(tǒng)的優(yōu)化管理，該小區(qū)的供熱網(wǎng)絡(luò)得到了明顯的改善，具體表現(xiàn)為：（1）管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少了水力損失和用氣量，達(dá)到了節(jié)能的效果；（2）供熱熱量在管網(wǎng)上得到了合理的分配和實(shí)現(xiàn)；（3）不同樓層供熱溫度得到平衡，供熱溫度穩(wěn)定。

3 結(jié)語

本文針對(duì)集中供熱系統(tǒng)存在的問題，提出供熱系統(tǒng)優(yōu)化改造方案。以華北油田某小區(qū)為例，從供熱熱源和供熱自動(dòng)控制兩方面進(jìn)行分析、討論，應(yīng)用結(jié)果表明，優(yōu)化后的集中供熱系統(tǒng)體現(xiàn)出了經(jīng)濟(jì)性和合理性的效果。

[1]徐忠堂.發(fā)展中的中國城市集中供熱[J].城市發(fā)展研究,2009,4: 25-26.

[2]王連生.城市集中供熱系統(tǒng)方案優(yōu)化研究[D].天津大學(xué),2009.

[3]李世武,蘇莫明.熱水管網(wǎng)布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].煤氣與熱力, 2009,23(5):271-275.