[發明專利]一種用于熱力網蓄放熱的平衡調節方法及供熱系統

有效

• 申請號: 202110294128.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113108356B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 高新勇;黃平平;鄭立軍;李成磊;方昕玥
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F24D11/00
• 分類號: F24D11/00;F24D19/10
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種用于熱力網蓄放熱的平衡調節方法，包括熱網蓄熱平衡調節和熱網放熱平衡調節，其特征是：

在熱網蓄熱與熱網放熱開始前，進行供熱系統的平衡調節，具體步驟如下：

首先，在熱電機組供熱初始工況，結合當前氣象參數，計算熱網首站的對外供熱負荷Q^s0與第m個熱力站所需供熱負荷計算方法分別為公式(1)和公式(2)：

式中：T_d為采暖期的室內計算溫度，T_w為當天時刻的室外環境溫度，為采暖期的室外環境計算溫度，Q^w0為室外環境計算溫度條件下熱網首站的對外供熱負荷，為室外環境計算溫度條件下第m個熱力站所需的供熱負荷；

然后，實時采集熱力網的運行參數，包括：熱網首站的一次管網供水溫度T^s0、一次管網供水流量L^s0與一次管網回水溫度T^s00，第m個熱力站的一次網側出口水溫度熱網供水支管中的供水溫度和流量與熱網水旁路中的熱網水流量利用此時的熱網水比熱容C_τ，計算第m個熱力站的熱力失調度，其中m＝1,2,3,······,n，計算方法為公式(3)：

計算供熱系統一次管網的平均熱力失調度，計算方法為公式(4)：

此時，通過調節一次管網的供水溫度及第m個熱力站一次網側的熱網水旁路的閥門開度，一直到K_m和x的計算值達到允許的取值范圍，供熱系統則達到熱平衡，調節結束；

在熱網蓄熱時，進行供熱系統的熱網蓄熱平衡調節，所述熱網蓄熱平衡調節，是指熱電機組參與電網調峰需要降低機組出力時，通過增加機組的供熱抽汽流量來降低機組出力，此時，機組增加抽汽流量產生的多余供熱負荷利用一次管網對其進行儲存，首先，通過增加熱網首站的一次管網供水溫度的方式來進行蓄熱，若一次管網供水溫度達到設計最高值，再通過增加熱網首站的一次管網供水流量的方式來進行蓄熱，在熱網蓄熱時，利用熱力站一次網側的熱網水旁路調節進入熱力站的一次管網供水流量，由此保證熱力站的供熱負荷一直處于平衡，直到機組不再需要降低出力來參與電網調峰時，熱網蓄熱過程結束；所述熱網蓄熱平衡調節的具體步驟如下：

首先，獲取熱電機組參與電網調峰相比于初始工況需要降低的電負荷Q^j0，以及熱電機組的排汽背壓P^j0與排汽溫度T^j0，熱電機組供熱的抽汽壓力P^c0與抽汽溫度T^c0；查水水蒸汽物性參數，得出蒸汽焓值h(P^j0,T^j0)與h(P^c0,T^c0)，計算熱電機組需要增加的供熱抽汽流量計算方法為公式(5)：

然后，結合熱電機組需要增加的供熱抽汽流量與熱網首站的蒸汽疏水溫度T^d0，查水水蒸汽物性參數，得出飽和疏水焓值h(T^d0)，計算熱網首站增加的供熱負荷Q^z0，計算方法為公式(6)：

在熱網首站當前的一次管網供水溫度T^s0與一次管網供水流量L^s0之下，利用此時的熱網水比熱容C_τ，計算熱網首站的一次管網供水溫度T^s1，計算方法為公式(7)：

進行熱網首站的一次管網供水溫度T^s1的合理性辨別，當一次管網供水溫度T^s1不高于一次管網的設計供水溫度時，供水溫度T^s1合理；當一次管網供水溫度T^s1高于一次管網的設計供水溫度時，供水溫度T^s1不合理，此時將熱網首站的一次管網供水流量L^s0提升至L^s1，重新計算一次管網供水溫度得出T^s2，使得T^s2在合理范圍內，并獲取實時一次管網回水溫度T^s01；

再者，進行熱力站的供熱負荷平衡調節，此時，實時調節第m個熱力站一次網側的熱網水旁路的閥門開度，通過改變進入第m個熱力站的熱網水流量來保證K_m和x的實時計算值一直處于允許的取值范圍，從而保證各個熱力站的供熱負荷平衡，由此完成供熱系統的熱網蓄熱平衡調節；

在熱網蓄熱結束后需要放熱時，重新進行供熱系統的熱網放熱平衡調節，所述熱網放熱平衡調節，是指熱電機組參與電網調峰需要增加機組出力時，通過減少機組的供熱抽汽流量來增加機組出力，此時，機組減少抽汽流量產生的不足供熱負荷利用一次管網儲熱量的釋放來滿足，首先，在保證熱網首站的一次管網供水流量和一次管網供水溫度滿足一次管網末端用戶需求和當前氣象參數的供熱負荷要求的情況下，通過改變熱網首站的一次管網供水溫度與一次管網供水流量來進行放熱，在熱網放熱時，利用熱力站一次網側的熱網水旁路調節進入熱力站的一次管網供水流量，由此保證熱力站的供熱負荷一直處于平衡，直到機組不再需要增加出力來參與電網調峰時，熱網放熱過程結束；所述熱網放熱平衡調節的具體步驟如下：

首先，獲取熱電機組參與電網調峰時相比于初始工況需要增加的電負荷Q^j1，以及熱電機組的排汽背壓P^j1與排汽溫度T^j1，熱電機組供熱的抽汽壓力P^c1與抽汽溫度T^c1；查水水蒸汽物性參數，得出蒸汽焓值h(P^j1,T^j1)與h(P^c1,T^c1)，計算熱電機組需要減少的供熱抽汽流量計算方法為公式(8)：

然后，結合熱電機組需要減少的供熱抽汽流量與熱網首站的蒸汽疏水溫度T^d1，查水水蒸汽物性參數，得出飽和疏水焓值h(T^d1)，計算熱網首站減少的供熱負荷Q^z1，計算方法為公式(9)：

在熱網首站當前的一次管網回水溫度T^s01與一次管網供水流量L^s1之下，利用此時的熱網水比熱容C_τ，計算熱網首站的一次管網供水溫度T^s3，計算方法為公式(10)：

判別一次管網供水溫度T^s3計算值的合理性，當供水溫度T^s3不低于當前氣象參數供熱需求的最低值時，先保持熱網首站的一次管網供水流量L^s1不變；獲取實時一次管網回水溫度T^s02，當隨著回水溫度的不斷降低，使得供水溫度T^s3低于當前氣象參數供熱需求的最低值時，再通過將熱網首站的一次管網供水流量L^s1降低至L^s2，且保證L^s2能夠滿足一次管網末端用戶采暖要求；

再者，進行熱力站的供熱負荷平衡調節，此時，實時調節第m個熱力站一次網側的熱網水旁路的閥門開度，通過改變進入第m個熱力站的熱網水流量來保證K_m和x的實時計算值一直處于允許的取值范圍，從而保證各個熱力站的供熱負荷平衡，由此完成供熱系統的熱網放熱平衡調節；

在熱網蓄熱平衡調節時，當熱網首站的一次管網供水流量與一次管網回水溫度達到供熱系統的設計最高值時，供熱系統的一次管網不再具有蓄熱能力，此時熱網蓄熱過程結束；

在熱網放熱平衡調節時，當熱網首站的一次管網供水流量、一次管網供水溫度與一次管網回水溫度達到一次管網末端用戶采暖要求的最低值且是當前氣象參數下滿足供熱負荷要求的最低值時，供熱系統的一次管網蓄熱量全部釋放完畢，此時熱網放熱過程結束。