中国城镇供热协会

《区域供热》2022年第4期(8月)
总第219期



目录


运行管理天地


1、太古低海拔一级网的运行分析

郑治中
太原市热力集团有限责任公司
摘要:介绍了太古低海拔一级网的基本情况,对系统现状补水能力进行分析,找出系统应急补水能力不足的原因,并提出改进办法。通过对比实际热负荷与主热源及调峰热源供热能力,发现热源供热能力欠缺,需要合理规划调峰热源供热范围,提高主热源供热负荷。供热期间,虽然依靠控制策略和平衡系统可基本实现系统的平衡调节,但仍有少部分热力站运行参数波动较大,供热效果一般,应科学预测供热负荷,针对不同运行工况和不同条件的热力站制定不同的调控策略,确保热源按需供热,热力站按需取热,并实现热网故障工况的快速判断与调整。

2、多热源联网调峰运行工况模拟仿真技术及应用
倪景宽
天津能源投资集团有限公司
摘要:与传统的供热方式相比,多热源联网调峰运行方式的水力及热力工况更为复杂多变。基于天津能源多热源联网调峰供热系统,利用多热源联网水力计算分析系统对供热管网进行建模,经反复计算、分析、优化,得到228种最佳水力热力运行和应急工况,制定运行方案和应急预案。结合系统特点和模拟仿真结果,系统联网以采暖季初末期“小流量大温差”,深冷期“大流量小温差”的运行方式,优先调用成本低、能源利用效率高的热源,根据能源利用效率及经济性,调峰热源进行热量补充;针对燃气电厂气源不足问题,根据模拟仿真结果采取不同的热量补充方案。通过实践发现,多热源联网调峰运行工况模拟仿真技术对于充分发挥联网系统的运行稳定性具有重要意义。

3、新型预制带压堵漏快速抢修装置的研究与应用
祖国刚  王伟  李阳
天津市热电有限公司
摘要:集中供热系统作为城市现代化建设的重要部分,决定着冬季千家万户的生活质量。供热管网发生泄漏以后,如果抢修不及时将导致大面积用户停热,严重威胁供热管网安全稳定运行,同时还将造成能源浪费,影响供热公司经济运行。对供热行业常见带压抢修方法的优缺点进行了全面分析,根据实际需求以不停热、不降压、抢修时间短、操作空间足、安全性强为目标,研究了一种新型预制带压堵漏快速抢修装置,全面提高了抢修的质量和效率,为今后供热企业采用带压堵漏方法进行抢修工作提供了有价值的参考。

4、供热系统失水分析及处理措施
田爱婷
太原市热力集团有限责任公司第四供热分公司
摘要:近年来,城市集中供热事业飞速发展,供热成本对比分散锅炉显著降低,但供热管网失水却成为供热系统的一个难题,存在难查找、难处理、影响大、损失大的特点。供热系统失水既困扰供热管理运行,影响供热质量,又增加供热运行费用,对供热企业经济效益造成负效应。本文就嘉节供热系统在生产运行中失水情况进行查找测试,结合生产运行实践数据对系统失水原因进行分析和探讨,同时定位管网漏点,提出管网失水治理措施,达到提高供热质量、降低劳动强度、降低供热成本的目的。

5、二次网水力平衡对用户室温的影响分析
何乐1刘江伟1华海峰2韩贺勋2李铁2
1. 北京硕人时代科技股份有限公司
2. 根河光明热电有限责任公司
摘要:以严寒地区某小区为例,采用回水温度一致法,通过远传电动调节球阀对小区二次网水力平衡进行调控,抽样采集用户室温,分析回水温度对系统室温的影响。通过大量室温数据统计分析,采用标准差、方差及热力平衡度来衡量系统室温一致性。测试结果表明,采用自动算法进行平衡调控,效果优于人工调控。当各楼栋回水温度趋于一致时,二次网系统水力失调程度下降,用户室温一致性、热力平衡度更好。调控方式不变的情况下,室外温度大幅下降会破坏二次网的水力平衡状态。

6、供热系统不同形式除污器保温综合性能对比
白鹤  范文强  刘鹏  马得成
天津市城安热电有限公司
摘要:供热系统设备保温性能对节能降耗有着重大意义。楼宇入口装置处Y型除污器由于形状特殊且需要经常拆解冲洗,保温拆解后难以重复利用,导致使用寿命较短。本文列举了几种Y型除污器保温,基于实际运行数据,通过计算,对比分析了不同形式保温的节能效益和经济效益,总结了各类设施的优缺点。


清洁能源供热

7、地源热泵系统在某高校中的应用研究
杨永利  刘俊青  李鹏
中国煤炭地质总局水文地质局
摘要:地热能作为重要的可再生能源,对其进行开发利用为建筑提供冷热源,对于降低建筑能耗具有积极意义。为解决冷热不平衡问题,以华北地区某高校地源热泵系统为例设计了增设冷却塔辅助散热系统维持冷热平衡的方案,并对其设计原理进行了说明。系统设计完成后,以冬季运行为例,对其运行效果进行了测试,结果显示系统整体运行稳定,能够满足用户需求,经济效益和社会效益明显。
8、管井参数对中深层地埋管换热器供暖时取热能力的研究
付海宇1辛昊阳2
1. 山东建筑大学热能工程学院
2. 华电潍坊发电有限公司
摘要:当前,中深层地埋管换热器在地源热泵供暖当中所占比重越来越大。基于二维非稳态导热下有限差分法的数值模型和有关实际工程数据,模拟计算钻孔直径、固井材料导热系数和内外管径这几种因素,对长期运行下的中深层地埋管换热器,的取热能力的影响。对结果进行分析,钻孔直径与内管管径对取热能力的影响较小,而固井材料导热系数和外管管径对取热能力的影响较大。实际工程中确定各影响参数时要综合考虑不同因素以及经济性分析。
9、废弃矿井地热资源利用的研究与发展
张志强1张珊珊2姚海清2刘霞2张文科1
1. 山东建筑大学热能工程学院
2. 山东中瑞新能源科技有限公司
摘要:矿井在关闭或废弃后会蕴藏大量的地热资源,而地热资源作为一种可再生的绿色能源,对其充分利用可有效减少煤炭、化石等燃料的使用,并减少CO2等温室气体的排放,具有节能环保的特点。首先介绍了废弃矿井地热资源形成的原因及该能源的基本特征。其次,讨论了目前废弃矿井地热资源的开发利用模式,并围绕利用模式中的地热回收系统、供热/制冷系统、储热系统及发电系统进行分析。随后,描述了国内外利用废弃矿井地热资源的典型案例及特点,并阐明了应用中所存在的问题。最后,基于废弃矿井地热资源的利用,总结了已取得的研究成果,揭示了未来该技术领域的发展动态及研究方向。废弃矿井地热资源的有效利用,有利于实现该类型地热资源的推广、开发与使用,为实际工程提供参考,以助力双碳目标的贯彻落实。
10、CO2空气源热泵在某县城供热改造中的应用
陈强  杨宝锐
中节能建筑节能有限公司
摘要:本文针对西北地区某县城集中供热改造工程实例,基于可再生能源的峰谷价格,通过技术经济对比,讨论了CO2空气源热泵在集中供热系统改造中的应用,以期为进一步推进电能清洁供暖替代提供借鉴。本工程实施后,年供热量约120.7万吉焦,全部为可再生能源清洁供热,可减少燃烧标煤5.3万吨,减排CO2约13.74 t、SO2约126.86 kg、NOX约37 kg,节能减碳效果显著。


节能减排

11、印刷厂冷凝热回收系统的经济性分析
尹梦聪1孙占权2崔明辉1
1. 河北科技大学建筑工程学院
2. 河北景瀚机电设备有限公司
摘要:由于印刷厂中的印刷设备工作时会产生大量的冷凝热量,致使设备工作效率降低,故全年需要冷源为设备降温。因为传统的冷水机组制冷时都会向室外排放大量冷凝热,能源消耗和环境污染的双重压力显著,所以对该项目进行改造,利用热回收型螺杆水源热泵回收冷凝热制备生活热水。通过结合实际案例对该系统进行经济性分析得出,该系统全年可获得约3.35万立方米的免费热水,减少天然气消耗21.4万立方米,节省用能成本55.27万元,产生了可观的效益,值得广泛推广。
12、固体蓄热式电锅炉选型分析
陈璟  薛可历  杨艺伟  刘洋  许慧萱
河北建筑工程学院河北省储能供热技术创新中心
摘要:针对固体蓄热式电锅炉常规选型方法导致的蓄热体长期空置问题,对热负荷变化情况进行分析,指出常规设备选型结果的弊端,提出一种基于动态热负荷的设备选型方法,并将其应用于实际工程中。研究结果表明,在相同的供热方案中,同样的热负荷下,该选型方案可比常规方案减少约51.96%的蓄热体占地面积、63.76%的设备费用,同时,采暖期运行电费仅增加约8.39%,可有效促进固体蓄热式电锅炉的推广与应用。
13、供热长输干线低温余热再利用技术
王磊  陈亮
中国市政工程西北设计研究院有限公司
摘要:设计了一种热泵提取长输干线回水热量供热的方案,适用于供热管网流量接近上限,而供回水温差较小,供热能力没有得到充分利用的情况。着重于有效挖掘管网没有发挥的供热能力,同时不影响原有热用户的运行参数,解决管网发展受限问题,扩大管网供热规模。本项目利用其他热源(蒸汽、燃气)作为驱动热源,从低温的回水中提取热量,将长输干线的热量利用更大化。
14、谈脱硝技术在燃煤锅炉烟气处理中的应用现状
赵晋涛  张晓凯  吕瑞亮
宝鸡市热力有限责任公司
摘要:对我国近5年煤炭消耗量和氮氧化物排放量进行了概述,介绍了燃煤锅炉烟气脱硝处理技术,重点对SNCR(选择性非催化还原技术)、SCR(选择性催化还原技术)脱硝原理、还原剂、催化剂进行了比较和现状分析,指出了目前存在的问题,以期对未来SNCR、SCR脱硝技术的发展提供参考。


规划设计

15、现状直埋供热管道增加支线位置的选择
次新涛
太原市政工程设计研究院
摘要:目前对直埋供热管道的受力分析都是基于新建管道第一次升温时的情况来进行的,而实际工程中常常需要在已投入运行的管道上开孔,仍采用上述方法进行应力计算将导致较大的误差,极端情况下甚至可能导致管道损坏。本文分析了直埋管道第一次升温、第一次降温的应力状态和位移变化,并着重分析了投入使用后,管道内应力分布随温度升降的变化规律,讨论了在已运行的管道上开大口径支管时会被拉断的极限情况,给出了后期增加三通开孔位置的选择方法和保护措施。
16、直埋保温管道设计年限与使用年限的差距分析
王长坤1孙艳香2
1. 包头市华融热力有限责任公司
2. 包头市广洁源热能有限责任公司
摘要:供热直埋热水管道管径从DN50发展至DN1400,目前直埋方式已经成为供热管道的主要敷设方式,在北方地区得到了广泛应用,但直埋敷设管道的实际使用年限普遍远达不到设计使用年限,现分析管道过早出现跑冒滴漏情况的原因。
17、影响热水地面辐射供暖散热量的几个温度
刘芃
北京市煤气热力工程设计院有限公司
摘要:与传统散热器供暖相比,热水地面辐射供暖的地面散热量与热媒平均温度、地面结构、加热管类型和加热管敷设间距均有关,确定地面散热量时还应校核地面表面平均温度。本文以加热管敷设间距200 mm、300 mm为代表,面层选取水泥、石材或陶瓷及木地板,利用JGJ142-2012《辐射供暖供冷技术规程》附录B提供的PE-X管材的表格数据进行分析,可得室温一定下单位地面面积向上供热量与热媒平均水温呈线性关系,随平均水温的增加而增加;同等条件下木地板面层所需的热媒平均温度比水泥、石材或陶瓷面层高2℃~3℃;室温高于16℃时,水泥、石材或陶瓷面层应控制热媒温度以保证人员长期停留的地面表面平均温度。


智能控制园地

18、供热系统二级管网单元智能平衡策略及应用研究

郑刚

国能宁夏供热有限公司

摘要:为了解决供热系统二级管网水力失调、冷热不均的问题,研究了一种融合信息技术、物联网技术与供热理论的二级管网单元智能平衡系统及调控策略。该系统由基于NB-IoT技术的单元智能阀、典型室温采集器及上位机等组成。以单元回水温度相对一致为调控目标,通过定周期、定步长的调节单元智能阀的开度来实现二级管网水力、热力平衡。单元智能平衡系统与热力站自控系统联动优化控制,实现循环泵变频调控。为了验证该系统及策略的有效性,在国能宁夏热力某小区供热系统进行了测试研究,对各单元回水温度、代表室内温度的均值及方差进行了分析,并对比了启用智能调控前后的耗热量及耗电量。结果表明,在应用智能平衡调控策略之后,系统水力失调、冷热不均现象得到了有效改善,同时,系统综合节热约16.3%,节电约17.4%。研究的智能单元平衡系统可以有效改善水力失调、冷热不均现象,降低供热系统热耗及电耗,可以为相似二级管网单元平衡调控提供参考。


调研、实验、探讨之声

19、油田地热资源开发利用现状及工艺技术优化探讨

王丽荣1陈曦2姬竟3朱景义1张倩4赵大维1

1. 中国石油天然气集团股份有限公司规划总院

2.中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

3. 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第十二采油厂

4. 陕西长之河工程有限公司北京工程设计分公司

摘要:地热能作为未来的代替能源之一,其开发利用正成为中国新能源领域发展的重点。国家“十四五”地热能发展规划和一系列保障措施的出台将加快推动地热产业的发展。通过总结分析目前国内油气田地热开发利用的现状及存在的问题,开展工艺方案及设备材料选型优化研究,形成与不同地热资源禀赋特性、利用类型相匹配的工艺技术优化路线,为地热开发利用项目前期决策、地面工程设计和精细化运行管理提供技术支撑,达到控制投资、降低成本、提高效益的目的。

20、浅谈多能协同储能供热技术的应用

郭磊宏  孙继伟  范彦钊  赵颖  李忠亮  王娜

天津市津安热电有限公司

摘要:本文以天津某工程项目为例,通过建立多能协同储能供热系统,将“谷价电+相变储能+太阳能”高效结合起来,优化了太阳能、谷电和相变储热供暖的动态调控匹配,实现优先利用可再生太阳能,再利用储能协同低价谷电供热的绿色经济运行。太阳能供热量占比21.4%,谷电相变储能供热量占比22.4%,提高了系统互补稳定性,最终形成以可再生能源为主、低运营成本辅助能源为辅的清洁供热新模式,验证了可再生能源与其他供暖方式相结合的经济性和实操性,为“双碳”背景下推动清洁化和多元化供热新模式转型发展提供应用案例。

21、我国供热行业智慧供热现状及发展趋势

葛军波1范昕2郭卫国2

1. 聊城市国土空间开发保护中心

2. 北京市煤气热力工程设计院有限公司

摘要:智慧供热已经成为我国集中供热领域的重要环节和发展方向,但是各地智慧供热采取的技术路线和示范项目不尽相同,本文通过分析供热行业智慧供热现状,结合目前存在的主要问题和行业痛点,提出了智慧供热的发展目标,讨论了智慧供热的主要技术路线和实现路径,以及下一步智慧供热行业的发展方向。

22、AI负荷预测模型在智慧供热系统中的应用研究

陈立波

青岛西海岸公用事业集团能源供热有限公司

摘要:随着城市规模的不断扩大,城市集中供热网覆盖范围、供热面积越来越大,换热站的数量越来越多;难以及时实现按需供热,无法有效控制资源浪费的同时,用户的舒适度也难以保证。本文从机组负荷预测、二级网水力平衡、二级网户级平衡等几个方面探讨了换热站机组智慧供热模型和举措,基于物联网技术、大数据技术和云计算技术在供热系统中进行应用,有效提高了供热平台的智慧化水平,提高供热效率,改善居民用热体验,为公司集中供热管理集约化、智慧化经营和供热企业整体节能奠定了应用基础。

23、基于FLUENT的供热末端数值模拟研究

李鑫

山东建筑大学热能工程学院

摘要:散热器作为供热末端最常见的一种采暖设备,对其流体流动与换热的研究具有重要意义。采用计算流体力学方法,对供热末端翅片式散热器的传热和流动特性进行了数值模拟研究,分析了该散热器壁面附近的温度场与速度场,获得了散热器翅片表面努塞尔数的变化规律。研究结果表明,在自然对流换热时,散热器壁面附近存在一个薄流体层,冷热空气相遇形成较小的“锋面”,发生扰流脱体,从而使得该区域温度较低,此处换热较强,气体受到黏性与来自热源的热能共同作用,形成了较为对称的流速分布。沿着气流方向,散热器顶端与底端努塞尔数分布均匀,有效解决了暖气片“上热下凉”的现象。

24、污水源热泵热水系统在某高校中的应用研究

1刘俊青2罗景辉3张雪洁1李朋朋1严康1

1. 河北工程大学能源与环境工程学院

2. 中国煤炭地质总局水文地质局

3.河北省暖通空调工程技术创新中心

摘要:浴室排水具有水量大、温度高的特点,通过热泵技术对其进行余热回收利用不仅可以提高能量的利用效率,还可以避免高温废水直接排放造成的水体热污染。本文以某高校洗浴热水系统为研究对象,介绍了该系统的系统原理和运行方式,并对污水源热泵系统的运行状况进行了测试分析。结果表明:污水源热泵运行稳定,平均COP为4.3,全年运行时,与燃气锅炉相比年可节约运行费用7.08万元,减排CO2量约68.36 t,经济效益和环境效益显著。

25、双碳背景下大型火力发电厂转型发展探索——以山东某电厂为例

苏红乡  王婷婷

山东省城乡规划设计研究院有限公司

摘要:本文分析了山东省内某大型火力发电厂实施供热改造的方式、余热综合利用模式和掺烧非煤燃料等形式,对电厂机组整体综合能效提升和节能降碳等具有重要作用,对同类煤电机组转型发展具有一定的参考价值。

26、翅片管式换热器细节优化分析

于孔飞  陈佳乐

山东建筑大学热能工程学院

摘要:文章主要通过ANSYS数值模拟的方式来对平直翅片、波纹翅片的换热的流动特性进行对比探究。主要思路为建立正确的数学模型,选择合适的尺寸建立物理模型,选择合适的空间作为计算域,对物理模型进行网格划分,并且检验网格的独立性,并且讲模拟与实测结果相对比来确定所建模型的准确性。然后通过改变工况来观察各工况下的的摩擦因子f、换热因子j和效率指数j/f变化。综合上述变化,发现基管在直线排列,并在一定弯曲程度下波纹管式翅片换热器的综合换热效果较好。

27、双碳目标下河北省建筑冷热源发展路径及对策浅谈

1刘伟2王伟玉2刘彪1罗景辉1

1. 河北工程大学能源与环境工程学院

2. 河北省科学院能源研究所

摘要:河北省全域范围内冬季需要供暖,大部分地区夏季需要供冷,建筑冷热源的能耗约占河北省总能耗的20%,在建筑冷热源领域实现碳中和对全省2060年实现碳中和具有重要的意义。通过分析河北省建筑冷热源现状,分析出为了达到碳达峰、碳中和目标河北省建筑冷热源应达到的能源结构,以及与应达到能源结构相适应的建筑冷热源终端用能方式与技术,提出了建筑冷热源能源结构转型发展目标的对策建议。