熱電聯產供熱系統調峰鍋爐房設置原則探討

樸成剛

（天津市津能濱海熱電有限公司天津300451）

熱電聯產供熱系統調峰鍋爐房設置原則探討

樸成剛

（天津市津能濱海熱電有限公司天津300451）

在以熱電聯產為主的集中供熱管網設置調峰鍋爐房已成為各大中城市供熱系統的一個發展趨勢，該系統能夠在充分利用電廠優質熱源的前提下，達到增加供熱面積的效果，具有良好的經濟、環保、安全效益。本文就熱電聯產供熱系統中合理配置調峰熱源的一些原則進行初步探討。

熱電聯產；調峰鍋爐房；設置原則

目前，許多城市相繼建成了以熱電聯產為主供熱面積超過1000×104m2的集中供熱系統。常規設計按照采暖室外計算溫度，即歷年平均不保證5天的日平均溫度下熱負荷選擇供熱機組，但采暖熱負荷是隨著室外氣溫的變化而變化的，整個采暖期內最大熱負荷的持續時間應在5天以內。為了在現有基礎上提高熱電廠的利用率，降低能源的成本、減少城市污染，北京、天津等城市在熱電聯產集中供熱管網上均采用了設置調峰鍋爐房的形式，以熱電廠作為主熱源，一個或者幾個鍋爐房作為調峰熱源。在采暖初期和末期，采用熱電廠單獨運行的方式，充分發揮熱電廠的作用；在采暖高峰期，當熱電廠的供熱量無法滿足管網需熱量的時候，啟動調峰鍋爐房，此時整個系統需要的總熱量是由熱電廠和調峰鍋爐房這兩個熱源共同承擔。調峰鍋爐房的應用，使熱電廠的能力在整個采暖期可以充分發揮，采取熱電廠與調峰鍋爐房聯合運行的方式實現了資源的合理整合，能源利用率得到最大限度的發揮，使得熱電廠及調峰鍋爐房都能高效運行［1］。

1　調峰鍋爐房連接方式及位置選取

調峰鍋爐房可設置在熱電廠內，也可在熱電廠外設置。調峰鍋爐房的連接方式應根據調峰熱源位置、主熱源的熱媒參數以及系統的調節方式等因素確定。常見的連接方式有串聯運行、并聯運行和解列運行。國內目前常見的有兩種連接方式：串聯運行和切斷運行。當調峰熱源設在熱源廠內或距主熱源較近時可采用串聯連接，即主熱源入口或出口的熱水經高峰加熱器的兩級加熱方式。當調峰熱源設在主熱源較遠或幾個調峰熱源地位置比較分散時，則可采用解列運行的連接方式［2］。調峰鍋爐房的位置也可根據距離主熱源的遠近進行選取。常規情況下，相對于集中調峰鍋爐房設置，分布式調峰鍋爐房可以降低供熱系統能耗，提高供熱效率，降低管網初投資和熱損失［3］。調峰鍋爐房設置在熱電廠內時的管網初投資和輸送電耗遠大于熱電廠遠端調峰方式。但如果考慮到熱電廠內廠用電價格有一定優勢，在一定情況，調峰熱源位于熱電廠內運行經濟效益更佳［4］，具體需要技術經濟比較。

2　熱化系數與調峰鍋爐房規模的確定

熱化系數表示熱電廠機組所承擔的熱負荷在熱網最大熱負荷中所占的比例，熱化系數=熱電廠供熱能力/用戶最大熱負荷。在擬定各種熱源規模和管網骨架時，關鍵問題是通過技術經濟論證確定集中供熱、熱電結合水平，而確定水平的核心問題，是選擇合理的熱化系數。熱化系數大說明調峰鍋爐規模較小，熱電廠熱源的利用率降低，造成其運行經濟性的降低，熱化系數過大雖然調峰熱源投資小，但又降低了全采暖季熱電廠的節能環保效果。因此，熱化系數是否合理不僅影響調峰鍋爐房本身的經濟性和投資，而且對這個供熱系統的綜合經濟效益也有一定的影響。在熱負荷一定的條件下，不同地區有不同的合理的熱化系數值。在可行性研究階段應根據具體條件從地區熱化系數的合理數值范圍內，選取其中的合理數值來確定調峰鍋爐房的容量，從而進一步確定調峰鍋爐單臺容量，同時也就確定了調峰鍋爐的臺數。根據天津市城市規劃設計研究院的測算，天津地區的合理熱化系統為0.7～0.8為佳［5］。

3　調峰熱源形式的選取原則［5］

目前調峰鍋爐房主要有燃煤鍋爐房和燃氣鍋爐房兩種形式，兩種形式鍋爐房比較如下。

3.1建設及運行成本

在建設成本方面，燃煤鍋爐房及煤場占地面積大，特別是位于城區范圍的調峰鍋爐房征地成本及鍋爐房土建成本較高，因此，燃煤鍋爐房總體投資高于燃氣鍋爐房一倍左右。在運行成本方面，在我國的資源稟賦決定了燃氣一次能源價格高于燃煤價格，進而造成了鍋爐房燃氣成本高于燃煤鍋爐房，但燃煤鍋爐房通常設備復雜，自動化水平較低，導致運行管理人員較多，折舊也相對較大，但考慮到調峰鍋爐房運行時間相對較短，總體來說，燃煤鍋爐房運行成本稍低于燃氣鍋爐房。

3.2環境保護方面

雖然近年來燃煤鍋爐房在除塵、脫硫技術等方面有了較大發展，但相對于燃氣鍋爐房仍存在較大差距，同時燃煤鍋爐房的燃料和灰渣的運輸和儲存等方面也存在難以回避的劣勢，因此，北方很多城市相繼出臺了一系列城區禁止燃煤鍋爐房運行的政策，并且針對燃氣價格較高的缺陷出臺相關財政補貼政策。

除了燃氣調峰鍋爐房在建設成本和環境保護等方面具有較大優勢，燃氣鍋爐房還存在占地小便于規劃選址、啟停靈活、負荷調整速度快等優勢，因此，燃氣調峰鍋爐房也越來越得到廣泛應用。

4　結語

熱電聯產供熱管網設置調峰鍋爐房方式，增加了供熱管網供熱面積，降低了供熱公司經營成本，產生了很好的經濟、環保和安全效益。隨著我國各大城市的建筑面積的不斷擴大，該系統也正迎來更加廣闊的發展空間。

［1］顏增祥.熱電廠與區域鍋爐房聯合供熱.哈爾濱工程大學碩士論文，2009，06.

［2］鄭雪晶，由世俊，朱宴琳.熱電聯產集中供熱調峰方式的對比研究.全國暖通空調制冷2006年學術年會論文集，2006.

［3］張群力.集中供熱系統不同調峰供熱方式的技術經濟性分析，北京建筑工程學院，2012.

［4］王海超，鄒平華，焦文玲.調峰鍋爐房位置對以熱電廠為基本熱源供熱系統的能耗和經濟性影響分析.2014集中供熱優化運行系統節能技術交流研討會論文集，2014.

［5］李鴻，王曉東，方琦.城市熱電廠調峰鍋爐房規劃布局研究——以天津市中心城區為例.