城市热力节能系统设计方向论文范文

　　城市管理论文发表期刊推荐核心级期刊《城市发展研究》，《城市发展研究》是中国科学技术协会主管，中国城市科学研究会主办的刊发探讨如何应对我国城市发展面临的一系列挑战的研究成果的学术性刊物，刊载城市规划、城市地理、城市经济、生态学以及相关学科的文章。
　　摘要：城市热力网设计规范CJJ34修订版10、3规定，民用热力站最佳供热规模，应通过技术经济比较确定。当不具备经济比较条件时，热力站最大规模以供热范围不超过本街区为限。以上两项标准说明：民用热力站的规模不宜过大。

　　关键词：热力系统,计算方法,节能技术

　　一、热力站能量调节方式比较

　　目前，热力站能量调节方式如下：

　　1二次循环水泵

　　（1）多台相同规格型号水泵并联。按照负荷变化改变水泵运行台数。这种方法的优点是简单可靠，缺点是总装机容量

　　大，多台水泵并联运行效率下降，占地多。另外，水泵启动电流大（软启除外），对电网有一定冲击。

　　（2）多台不同规格型号水泵并联。按照负荷变化改变水泵运行台数。这种方法不宜采用，不仅总装机容量大，占地多，而且多台不同规格水泵并联运行效率很低。

　　（3）三台不同规格型号水泵切换。安装对应100%、80%、60%负荷三台水泵，三台水泵分别在不同负荷下运行。这种方法的优点是简单可靠，缺点是总装机容量更大，占地多。

　　（4）一用一备变频高速泵。其优点是简单可靠，总装机容量小，运行效率高，占地少，节能效果最佳，启动电流小。缺点是一次投资大。

　　（5）多台相同规格型号水泵并联，其中一台变频调速。这种方法的优点是降低了频调设备造价。但总装机容量大，占地多，特别是相当于几台大泵与一台小泵并联运行，运行效率降低。

　　（6）多台相同规格型号水泵并联，每台变频调速。设计者的初衷是力求多台并联消耗运行状态同步，以提高水泵运行效率。这种方法不但总装机容量大，占地多，一次投资很大，而且即使多台水泵同步运行，部分负荷下并联运行的水泵效率更

　　低。

　　2控制方式

　　（1）手动控制。不同规格型号水泵手动切换，或对多台并联运行的相同规模型号或不同规格型号水泵手动台数控制。

　　（2）台数自动控制。对多台并联运行的相同规格型号水泵自动台数控制。

　　（3）台数与变频调速相结合自动控制。多台相同规格型号水泵并联，其中一台泵变频调速。

　　（4）一用一备变频调速自动控制。按照负荷变化改变水泵转数。

　　（5）并联运行的多台相同规格型号水泵分别变频控制。多台相同规格型号水泵并联，每台水泵均变频调速控制，这是一种不节能、不经济、技术上不合理的控制方式。

　　（6）用调节阀改变一次流量的自动控制。

　　3被控参数

　　（1）根据压力控制。确保管网最不利环节资用压力。

　　（2）根据供水温度控制。

　　（3）根据回水温度控制。

　　（4）根据供回水平均温度控制。

　　由于热力站能量调节是根据负荷变化改变热力站输出的热量，所以，热力站能量调节系统应该是一个输出量随负荷变化的随动调节系统。笔者认为以供回水平均温度为被控参数、具有室外温度补偿、执行器是一用一备的变频调速循环水泵的热力站能量控制系统较为合理。

　　二、热力系统计算方法现状

　　热力系统计算是火力发电厂汽轮机组运行性能分析、热力试验和系统改进中常见的计算工作，对热力系统进行计算的目的是为了确定机组的各项热性指标，因此选择适当的热力系统计算方法是机组热经济性分析的重要前提。系统计算方法种类很多，按照它们所依赖的热力学基础可分为：第一定律分析和第二定律分析法。

　　常规热平衡法是在结合质量平衡和能量平衡基础上，对实际热力系统进行的数值计算方法。计算中需要对热力系统进行变工况计算，以确定汽轮机抽汽口和排汽端的蒸汽参数以及回热系统的各相应参数，其实质是确定汽轮机新的膨胀过程线和系统参数，核心和难点是汽轮机变工况计算。

　　等效热降法是以新蒸汽流量、循环的初终参数和热力过程线均保持不变为前提，以内功率(等效热降)的变化来分析热力系统的热经济性。在热力系统局部分析中，等效热降法改善了常规热力计算的不足，提出了等效热降的概念并在此基础上建立了热力系统分析的新方法，使热力计算具有了系统分析功能。

　　循环函数法根据热力学第二定律，以循环不可逆性（或冷源损失）分析轮机循环节能定性分析的判据，以循环函数式为汽轮机循环节能定量计算的工循环函数法是一种计算复杂热力系统的好方法。

　　熵分析法是通过对体系的熵平衡计算，求取熵产的大小及其分布，分析影响熵产的因素，确定熵产与不可逆损失的关系，作为评价过程的不完善程度和改进过程的依据。

　　火用分析法是在热力学两大定量的基础上，结合环境情况从对能的本性的全面认识，从能的实用性出发提出的一种思想和方法，它是从能量转换的角度表示设备或热力过程完善性的科学指标。

　　三、当前仍然存在的问题

　　1.普遍意义上的系统工程分析方法仍然欠缺，数学工具仍然有待发展，利用计算机来进行热力系统节能分析的研究不足。目前都是采用局部优化运行的方法，系统节能分析方法仍有待于进一步发展。

　　2.本质上来讲，目前的系统研究都属于稳态研究。研究的基础是发电系统部分热力学参数一致，且在运行中保持恒定，这固然会使研究的复杂程度大大简化，但同时也使其具有局限性。热力系统节能分析方法在机组变工况下应用研究较少。

　　3.不同的热力系统分析理论都是从不同的角度来研究热力系统这一对象，不同理论之间的相互关系的研究还很不充分。

　　4.无论是设计高参数的大容量机组，还是改善现有机组的运行水平，挖掘机组的节能潜力，都需要一种有效准确的节能理论进行指导，才能有的放矢地采取节能措施。而合理地确定优化的性能指标，正确地建立系统与生产过程的数学模型仍然需要加大研究。

　　四、热力系统节能技术措施

　　热力系统节能有多种途径可以实现。对于新设计机组，可通过优化设计，合理配套进行节能；而对于运行机组，可通过节能诊断，优化改造，监测能损，指导运行，实现节能目标。

　　在电厂的发展中，曾先后采用回热和再热两种循环方式，使得循环效率大为提高。当前，可行的节能技术改造措施包括：

　　汽轮机通流部分实施技术改造。目前这种改造大体可以分为两类：一类是提高汽轮机内效率，达到降耗目的；另一类是降耗的同时提高汽轮机的出力。具体改造措施有更换气缸，将双列调节级改为单列调节级等。

　　采用新型密封技术改造锅炉空气预热器。空预器的漏风问题一直是影响锅炉燃烧，降低效率的威胁。通过采用新型密封技术，降低空预器漏风率，不仅减少排烟损失，降低飞灰含碳量，还可以节约厂用电，降低厂用电率。

　　锅炉制粉系统技术改造。通过改造磨煤机系统、密封系统，可以提高制粉效率，降低制粉单耗，从而降低煤耗。

　　电站循环冷却水余热再利用。通过凝汽器由循环冷却水带走的热量一般占输送总能量的15%以上，有的甚至高达25%以上，造成了能量的极大浪费。如果能采用余热利用技术把这部分能量利用起来，势必会对电厂效率提高产生明显的效果。

　　五、结语

　　只要一次网供给热力站的热量足够，具有室外温度补偿的供回水平均温度控制系统是热力站能量调节较为理想的控制系统。该系统的特点是：被控参数确定为供回水平均温度，将供回水平均温度视为一个独立变量；执行器选一用一备的变频调速循环水泵。供回水平均温度给定值的初始值可调，供回水平均温度给定值随室外温度而变化，其变化率（补偿度）可调，变频下限限幅（～50%）可调。该系统也可以用于锅炉房供热能量调节。