摘要：随着我国社会主义市场经济的飞速发展，我国各行各业的发展都得到了快速的提升。电力行业也不例外，当前设计的燃煤供热方案对人们赖以生存的环境造成了严重影响，为了改善供电机组性能，提出了较多供热改造技术。然而，这些改造技术对于燃煤机组性能改进是否有所帮助，成本能够得到有效控制，成为了当前重点研究内容。希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：供热改造；节能；操作灵活
引言
随着城市的建设发展和建筑的节能改造的不断实施，建筑热耗也不断降低，热源站的供热范围逐步扩大，供热管网系统几乎每年都在进行扩展，从而导致管网逐渐呈现距离长、运行压力高的特点。在管网的扩建中，近端管网很少进行更新改造，往往采取更换大扬程循环水泵的方式满足末端用户压差的需求。这种情况下，运行压力最高的管段出现在近端的老旧管线上，这导致了很多补偿器超压泄露的事故，尤其是波纹补偿器一旦爆裂，后果很严重，会导致大片供热面积停热，影响极坏。为了保证管网运行的经济性和安全可靠，在进行管网的改造时应对不同改造方案的水力工况进行分析，全面评价设计参数，从改造的可操作性、运行的可靠性等方面进行方案的优化。本文通过对三种可降低管网运行压力的改造方案进行介绍并对其在实际案例中适用性进行分析，可为类似项目改造项目提供参照。
1供热管网目前运行中存在的问题
供热管网目前运行中存在的问题主要涉及到以下方面：所谓水利失调是指在供暖管道运行过程中，由于水压不平衡导致整个管网结构出现失稳现象。结合以往的应用经验，在对水力失调进行原因分析时，发现其诱导因素存在着多样性，主要可以分为以下几种：①循环水泵没有按照既定要求进行选择，由于其运行功率小于规定要求的内容，从而导致管网运行失衡的情况发生；②管网内的用户数量发生变化，增加或减少都会影响到管网内的流量，从而诱发水力失调的情况；③在供热管网运行过程中，其热量数值并不固定，在水热变化的过程中，由于温差的情况也会导致水力失调的情况出现。
2供热改造技术
2.1管网的初调节
供热改造技术之一是管网的初调节。新建或者改建管网进行初调节是必不可少的，供热初调节应纳入到设计和施工内容的一部分。特别是枝状管网，由于近远端距离相差比较大，仅靠管道的口径进行水力平衡是无法实现的，所以只能靠阀门进行调节。从改造前地暖低、高区的运行结果看，低区系统实际运行供回水温度为3．71℃，高区系统实际运行供回水温度为6．97℃，高、低区设计供回水温差10℃，都有一定差距，其温差差距就是水力不平衡的直接反映。水泵功率和循环流量的三次方成正比，大流量，小温差运行是造成运行电耗过高的主要原因，故管网的初步调节是必不可少的。本工程采用比例调节和回水温度混合调节方法，使管网达到一个理想的水力平衡状态。
2.2循环水泵选择
供热改造技术之二是循环水泵选择。通过对水泵扬程、流量、功率的测试，结合运行记录二网供回水温度、压力等参数，可以确定出水泵的运行效率，再结合建筑面积，根据以往相关类型建筑节能改造后的供回水温差，可以确定出适宜的循环泵流量和扬程，控制循环泵的工作点位于水泵的高效区。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地暖低区的面积热指标为28．33W/m2，地暖高区的面积热指标为19．42W/m2，由于目前系统尚存在水力失调，部分用户不热，因此在匹配循环泵时，地暖低区面积热指标取35W/m2，循环泵的设计参数:流量为366．91m3/h，扬程为11．6mH2O，根据流量和扬程，选择水泵额定流量400m3/h，额定扬程为12．5mH2O，额定功率为22kW;地暖高区面积热指标取25W/m2，循环泵的设计参数:流量为241．92m3/h，扬程为12mH2O，根据流量和扬程，选择水泵额定流量300m3/h，额定扬程为12mH2O，额定功率为22kW。
2.3减温减压系统
供热改造技术之三是减温减压系统。考虑用户负荷的波动性，用汽峰值会短时间突破平均值40t/h，测算峰值用汽量约为57t/h。如果机组供汽量仅保证平均用汽需求，则无法有效满足用户的生产需要，但若按照峰值用汽进行机组改造又会造成投资和运行成本的增加。因此，设置一套20t/h的临时减温减压系统，通过对另一台机组的主蒸汽减温减压，实现机组负荷的调峰运行。
2.4供热低旁阀控制
供热改造技术之四是供热低旁阀控制。供热低旁阀的控制目的是满足热网供热量的需求。因此其被调量设计为热再至热网供热流量，目标值由运行人员根据热网负荷手动设定。在供热高旁阀开度不变的情况下，低旁阀开大导致中压缸进汽减少，通流各级的蒸汽流量、压力发生变化，对汽轮机各级而言，作用在动叶片及叶轮上的轴向力就会发生变化，由此产生的整个机组的总体轴向推力必须重新计算及校核。汽轮机原设计在额定工况时，机组轴向推力较小，在±9800N范围内。汽轮机抽汽后，抽汽量越大，轴向推力变化越大。汽轮机轴向推力向负推力方向增大，最大值在-78400N左右。因此在控制策略设计时，考虑用推力瓦瓦温做为轴向推力越限风险的判断，当推力瓦瓦温大于一定值（需考虑安全裕量）时，闭锁低旁阀继续开。供热低旁阀开大，增加热再供热蒸汽的抽汽量也会影响高排压力，因此需设计高排压力低于高排压力下限（考虑一定裕量）时，闭锁开供热低旁阀。供热低旁阀同样需设计事故工况下的超驰回路，其设计与供热高旁阀类似，不再赘述。
2.5高、低压旁路减温水调节阀控制
供热改造技术之五是高、低压旁路减温水调节阀控制。高压缸排汽温度是影响汽轮机安全运行的关键运行参数之一。高低旁路供热系统投入过程中，需建立相关控制逻辑控制高旁减温水的流量，维持汽轮机高压缸排汽温度始终处于安全范围内。因此供热高旁减温水调节阀的控制设计为以供热高旁阀后温度为被调量的闭环回路。为保证供热高旁经减温后参数与高排温度相匹配，目标设定值跟随高排温度，并设置一定偏置。以供热高旁开度指令经函数做为PID控制回路前馈，并用供热高旁阀前蒸汽温度、压力对前馈进行修正，经惯性环节后输入PID控制回路。通过以上控制策略保证减温后温度具有良好的控制品质。同理，低旁减温水调节阀控制供热低旁阀后温度，目标设定值跟随中排温度，并设置一定偏置。
结语
总之，对于供热范围大，建设时间早的老旧管网，降低管网的运行压力是提高供热可靠性的主要手段之一，在选择改造方案的时候需根据项目的特点进行详细分析。对于压力超出管网承压能力较少的项目，建议采用改造工作量小的旁通管定压的改造方案；对于征地方便的项目，设置中继泵站是一个比较好的选择；对于管网承压能力弱且管网平衡差的项目建议选择分布式变频改造的方案。
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论文作者:刘闯
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6