《区域供热》2021年第1期(二月)

总第二百一十期




目录

调研、实验、探讨之声

1基于多元状态估计的供热管道外施负载预警方法研究

田润林
天津市津安热电有限公司

摘要:由于供热管道在高温高压下极易出现暂时性故障或者测量误差,从而会导致获得的供热管道数据存在异常数据点,增大负载信息观测值与估计值之间残差,导致最后的供热管道外施负载预警效果差。对此,我们将多元状态估计方法应用到供热管道外施负载预警中。对供热管道历史数据采集并进行标准化处理,利用数据信息对供热管道可靠性评估,通过多元状态估计方法建立记忆矩阵,设定偏离度与预警阈值,及时检测出管道的轻微异常变化,以实现基于多元状态估计的供热管道外施负载预警。实验证明,此次设计的供热管道外施负载预警方法预警时间比传统方法预警时间少,并且外施负载压力计算准确度高,由此证明此次设计的基于多元状态估计的供热管道外施负载预警方法预警效果好,证明了所设计方法的有效性。

关键词:

多元;供热管道;负载;预警;可靠性;阈值;


2既有住区供暖系统改造现状及技术分析

高浩然,吴志敏
江苏省建筑科学研究院有限公司
江苏省绿色建筑与结构安全重点实验室

摘要:既有住区供暖系统改造作为我国老旧小区综合改造和性能提升的重要内容,是缓解我国资源紧张和环境问题突出的重要途径和关键环节。本文梳理了我国供热体制改革的政策发展方向,通过某地区既有住区供暖系统满意度调研,发现尽管改造工作取得了初步成效,但依旧存在部分问题,并对供暖系统改造中常用的关键技术及其发展趋势进行分析。基于政策发展趋势、改造中存在的问题和改造技术分析,提出集成化、智慧化、精细化的改造策略是未来供暖改造的重要方向。

关键词:

既有;供暖;调研;问题;改造;


3供热系统动态建模及系统辨识研究

卢刚1王雅然2由世俊2
1. 石家庄华电供热集团2. 天津大学

摘要:供热系统动态模型是对供热系统进行实时控制、故障诊断和决策分析的前提,因而,研究供热系统的动态模型具有十分重要的意义。本文建立了描述热力站中板式换热器和二次网动态特性的状态空间模型。并对状态空间模型进行离散化,得到离散时间的系统模型结构,并基于该数学模型结合系统的历史运行数据提出一种基于最小二乘算法的参数辨识方法,以获得供热系统的精确数学模型。将该方法应用于某热力站,通过利用该热力站的历史运行数据,对本文提出的系统辨识算法进行验证。结果表明,本文提出的方法能够很好地获得热力站及二次网的动态模型,并可以应用于优化控制、故障诊断及决策分析。

关键词:

状态空间;模型;系统辨识;供热系统;


4缓解地源热泵系统土壤热失衡问题技术现状

李昊轩
山东建筑大学热能工程学院

摘要:随着地源热泵系统的规模化应用,这种以地热为冷/热源的系统的冬夏季负荷不均所导致的土壤热失衡问题逐渐暴露出来,该问题限制了地源热泵系统的长期高效运行。缓解土壤热失衡可通过运行策略调节来平衡冬夏季负荷或增加辅助设备进行能量补偿等思路进行考虑,对现有的几种缓解土壤热失衡的技术如对管群进行分区运行,系统间歇运行,增加管间距,使用复合地源热泵系统,增加钻井深度等进行了简要的原理介绍,并对这几种技术的研究现状进行了综述。

关键词:

地热;地源热泵;热失衡;


5基于Flow Simulation的直埋供热管道热损失模拟分析

王平

天津市城安热电有限公司

摘要:随着科学的不断进步,计算机数值模拟技术在流体及传热领域的应用越来越普及。通过建立三维模型,利用有限元分析软件对流体、固体耦合传热过程进行模拟,从而获得想要的数据,可大大降低实验成本。本文利用Solid Works软件建立直埋供热管道及周边土壤环境的三维模型,通过Flow Simulation有限元分析软件对运行中管网与周围土壤、地表面与空气的传热进行模拟,计算达到稳态后管道对外的传热量。以DN1200直埋预制保温管为例,分析标准保温层厚度的管网在传输过程中的热损失,并通过理论计算对模拟结果进行验证。

关键词:

供热;管道;模拟;热损失;


6供热燃煤锅炉改燃兰炭的探讨

吕耀军1关国新2蒋祥婷1

仇阳1赵雄飞1金洪文3

1. 长春工程学院

2. 长春市热力(集团)有限责任公司

3. 吉林省建筑能源供应

及室内环境控制工程研究中心

摘要:本文通过工程案例分析供热燃煤锅炉改燃兰炭在技术上具有可行性,经过对锅炉燃烧室、炉排、烟气处理系统和自控系统改造后可实现超低排放,但烟气处理方面改造投入和运行成本偏高。另外,锅炉本体改造成本也较高,且受到兰炭产地减少污染物排放和运输成本制约,燃料单位热值成本偏高。对于环保要求高且不经常运行的调峰锅炉可推广应用。

关键词:

清洁;燃煤;供热;兰炭;污染物;排放;


7基于供热计量收费的机制设计的思考

苏红1刘春生2
1. 北京市卡姆福科技有限公司
2. 兰州市热力总公司

摘要:本文以北京市某些小区的热计量收费为案例,结合国家实行热改以来的系列制度变迁,讨论热计量收费制度的机制设计问题及北京市现行的供热计量收费制度遇到的困难和问题。阐述热计量改革中实行热计量收费的重要性,如何避免公共品和半公共品的搭便车问题,以及如何避免出现"劣币驱逐良币"的问题。基于历史收费数据分析实现"激励相容"的制度设计的重要性。最后给出建设性的建议,供热计量未来的发展方向。

关键词:

热计量;改革;机制;收费;智慧供热;


8长输供暖热水管道经济比摩阻研究

张永超,刘学来,李永安
山东建筑大学热能工程学院

摘要:在整个供暖热水管网的运行周期内,初始设计阶段对成本影响占比最大,比摩阻的选取对热网管道的寿命周期成本以及热网的可靠性起关键性作用。而在长输热水供暖管网当中,目前国内规范所规定的比摩阻范围是否适用,将是一个值得探讨的主题。本文对长输供暖热水管网的经济比摩阻及管网寿命周期内各经济成本进行分析计算,并在寿命周期内经济成本最小的基础上对长输供暖热水管网建立数学模型,最后通过分析计算确定在长输供暖热水管网当中比摩阻的最佳选取范围。经分析计算,运行年限15年时最佳经济比摩阻在12~20 Pa/m之间,运行年限为30年最佳经济比摩阻在10~17 Pa/m之间,对长输供暖热水管网设计的比摩阻选取具有一定的指导作用。

关键词:

比摩阻;寿命周期;长输;热水管网;


9热电厂运行模式的节能潜力分析

夏静
山东建筑大学热能工程学院

摘要:为了满足某热电厂新增供热面积及工业热负荷的要求,降低供电煤耗,对其进行运行模式的节能技术改造,挖掘企业节能潜力。采用"以背压定抽凝"及"抽凝机组以热定电"的优化思路,对3炉3机(3台锅炉,3台汽轮机,其中1台为背压机,2台为抽凝机)的运行模式进行了节能效果测算。结果表明,改造后节能量达104052.85tce,供电标煤耗由351.81 gce/(kW·h)降为289.82 gce/(kW·h),发电厂综合热效率从46.6%增至53%。不仅满足了新增热负荷的需求,保证了企业的经济效益,同时提高了能源利用率,达到改善环境、节约能源的目的。

关键词:

抽凝机;背压机;供电煤耗;节能;


10供热管网盗水诊断在线监测系统的研究

王帅1冯文亮1高晓阳2
1. 北京市公用事业科学研究所
2. 北京北燃房山供热有限公司

摘要:本文针对供热管网热水时而被盗问题,设计了供热管网盗水诊断在线监测系统。通过模拟与实验,选取供回水压差作为主要监测参数,供水压力作为辅助判断。借助远程终端单元将采集的数据与报警信息传送到监测平台,实现供热管网盗水远程在线监测。

关键词:

供热管网;盗水;在线监测;




节能减排

11基于环境空气综合温度的供热节能潜力分析

王磊1方修睦2乔正凡1杨萌1
1. 中国市政工程中南设计研究总院有限公司
2. 哈尔滨工业大学建筑学院

摘要:本文利用热负荷延续时间图分析了用环境空气综合温度替代室外空气温度进行供热运行调节时的节能量。分析结果表明,在保证室内舒适度不变的前提下,以环境空气综合温度替代室外空气温度用于供热系统运行调节,可降低系统的供热量。在太阳资源三类地区,节能率为2.6%~4.4%;在太阳资源一类和二类地区,节能率为8.8%~11.5%。在太阳能资源越丰富的地区,节能率越大,节能潜力也越高。

关键词:

环境;温度;热负荷;时间;节能率;


12户式地源热泵在河北农村清洁供暖中的应用研究

罗景辉1韩子辰1刘欢1刘伟2
1. 河北工程大学
2. 河北省科学院能源研究所

摘要:本文在理论分析户式地源热泵在农村采暖应用可行的基础上,利用河北省衡水市阜城县的示范项目,给出了具体的系统参数,基于实测数据分析了不同室外温度、室内不同设定温度对日耗电量的影响,并在技术性能和经济性上与其它采暖方式进行了对比。结果表明:户式地源热泵能够满足北方农村采暖的需求,与其它采暖方式相比性价比最高,为户式地源热泵在北方农村地区的应用推广提供指导。

关键词:

地源热泵;清洁供暖;农村供暖;应用;


13生物质燃料燃烧过程中结渣成因分析

裴俊强
太原市热力集团有限责任公司

摘要:我国生物质资源丰富、种类繁多,是重要的可再生能源。生物质能在供热和发电领域实现产业化利用一直是研究者们重点关注的问题。然而在生物质的燃烧利用过程中,结渣已成为影响锅炉安全、高效、经济运行的关键。因此,开展生物质结渣性研究对于其燃烧利用技术突破尤为重要。本文主要对生物质燃烧过程中结渣的形成过程及理论进行深入的分析和解释,对影响结渣的因素进行了详细说明,并有针对性地提出解决方法,可以对生物质选择和缓减结渣提供有利的指导。

关键词:

生物质;添加剂;结渣;灰熔点;


14污水源热泵的应用及思考

胡昕
新疆市政建筑设计研究院有限责任公司

摘要:本文简要介绍了乌鲁木齐市及周边地区四个有代表性的污水源热泵工程实例,通过对其应用中各种问题的讨论分析,提出了污水源热泵系统在应用中所受到的条件限制和应对措施,总结出它在不同条件下的适用范围和应用方法,以利于推广和充分利用。

关键词:

污水源热泵;污水;中水;热泵机组;



运行管理天地

15供热管网非开挖无损检测技术研究现状浅谈

朴成刚1王建玲1徐伟1刘晓晨1
裴连军2付金栋2朱咏梅3刘鹏4
1. 天津市津能滨海热电有限公司2. 天津津能股份有限公司
3. 天津市热电有限公司4. 天津能源投资集团有限公司

摘要:随着供热管网建设及应用的不断发展,供热管网腐蚀老化导致泄漏引起的停热事故日益增多。本文通过探讨国内外先进的适用于埋地供热管网的无损检测技术现状,重点就被动式弱磁检测技术进行分析,将管网检修方式由故障检修向预防性状态检修转变、管网运行期被动抢修向主动防御维护转变,从而提高管网的安全可靠性。

关键词:

埋地;供热管网;无损检测;非开挖;


16液力透平泵在集中供热系统中的应用

王润生1杜克磊2
1. 新疆天富能源股份有限公司
2. 同方节能工程技术有限公司

摘要:本文所述工程,管网地势高差大、末端管网承压能力低,易出现超压危险。针对该问题,本项目创新性地采用液力透平技术解决输送难题,即,通过液力透平装置降低一次网供水压力,同时利用透平装置回收供水压降所产生的能量,驱动回水加压泵提升回水压力。实际运行中,采用液力透平技术较未采用前管网压力降低40%左右,满足末端管网承压要求,可安全运行。28天运行时间内液力透平装置回收供水压降产生的能量约16万kWh。

关键词:

大高差;液力透平;降压;能量回收;


17浅谈燃煤锅炉积灰结焦原因及防止方法

俞兆斌1王小勇2马贵东3
1. 新疆东方环宇建筑安装工程有限公司
2. 新疆昌吉高新技术开发区热力公司
3. 新疆昌吉市住房和城乡建设局

摘要:针对燃煤链条锅炉,通过多年实践归纳出锅炉发生积灰结焦的几个主要因素:锅炉设备本身存在一些缺陷;锅炉运行中的不规范或不当操作;煤质问题,也是锅炉积灰结焦的重要原因。在此介绍了防止锅炉积灰结焦的几种方法。供同行借鉴。

关键词:

燃煤锅炉;积灰结焦;原因;防止;方法;


案例分析

18小型燃气内燃机热电联供系统应用在高校的经济性分析

王春松1宁凤君2邵宗义3
1. 中煤科工集团北京华宇工程有限公司
2. 北京金茂绿建科技有限公司
3. 北京建筑大学环境与能源工程学院

摘要:建立了热电联供系统与分供系统能源转化模型,分析了联供系统节能的条件,并针对负荷预测不准造成设备匹配不合理的问题,以项目供暖期实际热电消耗量为基础,采用"以电定热"的方式确定了联供系统的容量配置,通过建立供暖期运行能耗函数,求得整个供暖期的运行能耗。结果表明:采用热电联供系统运行成本可以节约11.1%,设备增益投资回收期为2.1年,平均综合能源利用率为83.9%,减少二氧化碳排放3912.5 t,与热电分供相比具有很好的经济效益和环境效益。

关键词:

负荷;热电联供;以电定热;热电比;节能;


19岳康园高区户间热平衡系统的初步应用与研究

张杰1赵睿1朱雷1孙琪1谢亮亮2
1. 天津市热电有限公司
2. 杭州云谷科技股份有限公司

摘要:为了解决二次网"前端热、末端凉(水平失调),首层热、顶层凉(垂直失调)"的问题,构建新型数字化、智能化二次网热平衡系统,实现精准舒适供热,本文探讨了岳康园高区户间热平衡系统的架构、控制方案和室温估算技术,分析了户间热平衡系统的调控过程和运行效果,确定了后续完善方案。

关键词:

热平衡;供热;调节;室温;节能降耗;


20农宅屋顶太阳能蓄热温室空气源热泵供暖系统测试分析

包欣,苏继程,毛明强,赵立新
甘肃省建筑设计研究院有限公司

摘要:对甘肃省寒冷地区兰州某农宅加装太阳能屋顶蓄热温室,在此温室中放置空气源热泵室外机组,尝试将太阳能蓄热与空气源热泵供暖系统结合,进行了理论计算分析,并对此系统的运行状况进行了实测。实测结果标明,太阳能屋顶蓄热温室白天室温可高达50℃以上,有着较大供暖潜力;按照当地居民用电每0.5元/(kW·h)测算,整个供暖季(150天)的费用可以降低到20.8元/m2。

关键词:

太阳能;蓄热;温室;空气源热泵;供暖;


21空气源热泵在规模化养鸡场育雏期供热中的应用

雷艳杰1陈奎1杨艳红2张岩3
1. 北京华誉能源技术股份有限公司
2. 河北省第四建筑工程公司
3. 北京北投生态环境有限公司

摘要:养鸡场育雏期对室内温度的要求较为苛刻,育雏过程中配置充足稳定的热源至关重要。空气源热泵在低温环境下仍有优异的制热效果,使其在养殖业供热中被广泛应用,成为替代燃煤锅炉、燃油锅炉等的有效热源。当育雏期发生在供暖季的严寒阶段时,每羽耗电量为1.10 kW·h,经济效益明显。

关键词:

空气源热泵;养鸡场;供热;



智能控制园地

22冷凝锅炉水力系统和群控策略

沈嘉晨
西门子智能基础设施集团燃烧控制产品事业部

摘要:目前市场上很多运行的冷凝锅炉效率与传统锅炉相差不多或提高有限,一个重要原因是锅炉房水力系统的设计和群控策略的选择与冷凝锅炉特性不匹配。本文分析了现有冷凝锅炉系统存在的不足,并推荐了几种水力系统布置方式和群控策略。

关键词:

冷凝锅炉;水力系统;群控;


23信息化技术在供热调度中的应用

刘思超
天津市热力有限公司

摘要:随着社会科技、经济不断发展,供热企业的转型升级已成为大势所趋,如何顺应潮流利用信息化技术提高生产效率,提升管理水平就成为新时代供热企业需要考虑的焦点问题。本文以本公司调度平台升级改造为例,对供热调度工作中如何利用信息化技术辅助生产调度人员开展日常工作,实现全方位数据监控,多功能平台整合,做到全面提升生产调度管理水平,提高工作效率,保障供热系统安全稳定运行,有效节约能源、降低能耗进行分析介绍。最后,对信息化技术在供热调度工作中的运用进行总结,对未来的发展做出展望。

关键词:

调度;供热;信息;应用;



规划设计

24直埋供热管道穿越河流及道路的设计施工

吴中正,赵磊
河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司

摘要:某供热民生工程,DN1200预制直埋高温热水供热管道敷设,需穿越国道及郊区灌溉渠,穿越总长度达70米;针对工程实际情况,本文对穿越设计方案的选择、顶进井和接收井的设计等关键性技术进行了探讨,同时对施工方案和施工过程中着重要注意的问题进行了介绍。

关键词:

预制;直埋;高温热水;供热管道;敷设;穿越;施工;


25直埋热力管道预制装配式固定支墩设计与计算探讨

朱闯
吉林省热力工程设计研究有限责任公司

摘要:预制装配式混凝土结构作为建筑工业化的主要结构形式,具有良好的性能。如何进一步推进装配式混凝土结构在直埋式热力管道固定支墩建造中的应用一直是行业关注的热点问题。本文提出一种新型预制装配式固定支墩结构组成并对其施工工艺及安装方法进行了介绍,在此基础上针对装配式固定支墩的稳定性验算和钢筋灌浆套筒连接进行了分析,可为装配式固定支墩的设计和施工提供一定的参考。

关键词:

固定支墩;预制;混凝土;稳定性;分析;