一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法技術

一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法，涉及集中供熱系統換熱站供熱的優化調控技術領域。本發明專利技術旨在提升現有換熱站供熱能力以及實現供熱節能。本發明專利技術方法在換熱站運行數據遴選基礎上，進行優化理論運算，根據優化指數選取優化方案。根據換熱站內兩個機組二次側進出口水溫，將二次網回水溫度低的機組作為低溫機組，另一個為高溫機組；將換熱站內的高溫機組和低溫機組在一次側進行串聯；在設定優化溫度下確定各機組的換熱面積變化，最后得出一次網流量變化。優化后機組面積變化為F'?F，經優化可降低換熱站一次網回水溫度T

A method for reducing a net station running water temperature

A method for reducing a net station running water temperature, relates to heat exchange of central heating system optimization control technology. The invention aims to enhance the existing heat exchange ability and realize the energy saving of heating. The method of the invention in substation operation data selection on the basis of theory, to optimize the operation, according to the optimization index selection optimization scheme. According to the heat transfer station in two unit two secondary side inlet and outlet temperature, will be two times the net return water temperature low temperature unit as a unit, another unit for high temperature; high temperature will change the unit and station within the low temperature unit are connected in series in one side; in the set temperature optimization to determine the thermal area changes for each unit finally, the change of a network flow. After the optimization of unit area change for F'F, by optimizing the heat exchanger station can reduce a net return water temperature T

【技術實現步驟摘要】
一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法
本專利技術涉及一種換熱站優化運行方法，涉及集中供熱系統換熱站的調控運行

技術介紹
集中供熱是指集中熱源所生產的蒸汽、熱水通過管網供給生產和生活所需熱量。我國北方住宅冬季供暖系統多采用以熱電聯產或鍋爐房為熱源的集中供熱系統。供熱系統節能主要體現在熱源、供熱管網和熱用戶系統三部分。目前供熱管網節能措施主要集中在管網水力平衡、管道保溫、減少漏水、合理調節和控制循環水泵耗電輸熱比等方面。換熱站作為供熱管網的重要組成部分，節能作用日益突顯。換熱站采取相應措施優化配置和運行，可以減少熱能消耗，提高熱能使用率，有助于提高供熱系統經濟效益和節能效益。目前，很多熱力公司面臨的主要問題是隨著新建住宅的不斷開發，用熱需求持續增長，集中熱源例如電廠因亦兼顧發電需求，不可能無限制地提供蒸汽或熱水來滿足用戶需求。依托現有的一、二次供熱管網配置,挖掘換熱站供熱潛能，提升現有各換熱站供熱能力是供熱節能的有效途徑,換熱站優化運行勢在必行。目前集中供熱系統換熱站內板式換熱機組大都在一、二次側管路均并聯運行，一次網回水溫度較高。因此如何有效降低換熱站一次網回水溫度，是實現供熱系統管網節能、提升現有管網供熱能力的關鍵。工程中常采用增加單臺板式換熱機組換熱面積的做法，可以一定程度降低換熱站一次網回水溫度，該方法相對簡單，但是卻以降低換熱器總體傳熱系數為代價換取一次網回水溫度的降低進而提高供熱能力，從盡可能發揮換熱器換熱效能的角度出發該方法并不可取。本專利技術提出換熱站內采用兩臺板式換熱機組一次側管路串聯方式運行，來降低一次網回水溫度。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法，實現供熱節能及提升現有換熱站供熱能力。本專利技術為解決上述技術問題采取的技術方案是：一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法，所述方法的實現過程為：步驟一、將高溫機組a和低溫機組b進行串聯根據換熱站內兩個機組二次側進出口水溫，將二次網回水溫度低的機組作為低溫機組b，另一個為高溫機組a；將換熱站內的高溫機組a和低溫機組b進行串聯；串聯后，a、b兩機組一次側串聯工作，二次側仍并聯T1g＝T1ag，假定串聯后一次網低溫機組b回水溫度T1h’，二次側供熱量Qa和Qb不變，優化以后，發生變化的參數都帶上腳標“’”；Qa＝G2aρCp(T2ag-T2ah)Qb＝G2bρCp(T2bg-T2bh)Q＝Qa+QbT’1ah＝T’1bg一次網總流量為：一次網高溫回水溫度為:步驟二、確定高溫機組a所需換熱面積，計算過程為：高溫機組a串聯后換熱溫差：高溫機組a串聯后換熱面積：步驟三、確定低溫機組b所需換熱面積低溫機組b串聯后換熱溫差：低溫機組b串聯后換熱面積：步驟四、優化后兩機組總換熱面積F'＝F’a+F'b；步驟五、確定流量變化，如下式：一次網流量變化：步驟六、實際串聯過程中，高溫機組a面積未變，實行高溫機組a一次網回水和一次網供水混合，通過控制二次網供水溫度滿足用熱需求。上式中：Q──換熱器的換熱量；一次網側的放熱量；二次網側的吸熱量即熱用戶用熱量，WK──換熱器的傳熱系數，W/m2·℃；F──換熱器的傳熱面積，m2；△Tm──換熱器內熱水平均溫度，℃；T1g──一次網側供水溫度，℃；T2g──二次網側供水溫度，℃；T1h──一次網側回水溫度，℃；T2h──二次網側回水溫度，℃；G1──換熱器一次網側流量，m3/h；G2──換熱器二次網側流量，m3/h；ρ──熱水的密度，kg/m3；Cp──熱水的定壓比熱，J/kg·K。一次側參數用下標1表示，二次側參數用下標2表示；供水溫度用下標g表示，回水溫度用下標h表示；△Tm代表對數平均溫差；換熱器總換熱面積用F表示，換熱器總質量流量用G表示；現有換熱站或換熱機組的各種變量均無上標，優化后的各種變量用上標’表示；優化后換熱機組a一次側供水溫度用T'1ag表示。利用所述方法進行換熱站優化運行調整，其過程為：計算換熱站內待選高溫機組a、低溫機組b所需換熱量Qa,Qb，設定串聯機組一次網回水溫度T’1h，計算串聯優化后一次網總流量和高溫機組一次網側回水溫度G1',T1ah'，分別得出高溫機組a和低溫機組b所需的優化后總換熱面積F′＝F′a+F′b，根據串聯優化指數的大小，尋求優化指數最大的換熱站內兩個串聯機組的最優組合；然后進行傳熱系數修正。一種實現所述方法的換熱機組，所述換熱機組中的機組單元包含兩個機組且采用串聯方式，所述換熱機組采用并聯機組來改造，兩個機組包括高溫機組a和低溫機組b；高溫機組a換熱面積未變，在高溫機組a一次網回水處設置閥門，利用新增管道通入低溫機組b一次網入口；為保證二次網負荷，在低溫機組b一次網入口處，實行高溫機組a一次網回水和一次網供水混合，通過控制二次網供水溫度滿足用熱需求。本專利技術的有益效果是：本專利技術方法的利用，可實現在集中供熱系統換熱站內，針對多臺板式換熱機組采取適宜的并聯、串聯組合運行優化方案，通過優化計算分析調整換熱面積，改造現有管路系統，提升換熱器總體傳熱效能，可有效降低換熱站一次網回水溫度。當采用本專利技術的一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法，可以顯著提升換熱站的供熱能力。本專利技術通過優化高、低溫兩換熱機組的換熱面積并在一次側采用管路串聯方式，同時高溫機組一次網側回水和換熱站一次網供水混合作為低溫機組一次網側供水，通過控制二次網供水溫度分別滿足兩個機組二次網側供熱需求，達到降低一次網總回水溫度的目的。在供熱期間可根據供熱調節需要，隨時實現一次側管路串、并聯的切換，方便調控，最終能實現換熱站優化運行調整。附圖說明圖1是現有的供熱系統換熱站中兩個板式換熱器機組單元在一次側采用并聯方式的示意圖(換熱機組并聯運行示意圖)：優化前機組并聯，即優化前一次側兩機組管路并聯，圖2是優化的供熱系統換熱站中兩個機組單元在一次側采用管路串聯方式的示意圖(換熱機組串聯運行示意圖)：優化后機組串聯，即優化后一次側兩機組管路串聯，本專利技術方法是基于一次側換熱機組管路串聯方式實現的。圖3是板式換熱機組串聯優化框圖，圖4是換熱機組實際優化示意圖。具體實施方式具體實施方式一：如圖1和圖2所示，本實施方式針對一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法的實現，進行如下闡述：該方法中換熱器串聯優化理論計算步驟與實際運行調整內容如下。下文中用到的各種變量及其上標或下標命名規則如下：1)不同換熱機組用小寫英文字母命名，如a，b，c，d等；2)一次側參數用下標1表示，二次側參數用下標2表示；3)供水溫度用下標g表示，回水溫度用下標h表示；4)△Tm代表換熱器對數平均溫差；5)換熱器總換熱面積用F表示，換熱器總質量流量用G表示；6)現有換熱站或換熱機組的各種變量均無上標，優化后的各種變量用上標’表示。如現有換熱機組a一次側供水溫度用T1ag表示，優化后換熱機組a一次側供水溫度用T'1ag表示。換熱器基本計算原理Q＝KF△Tm＝G1ρCp(T1g-T1h)＝G2ρCp(T2g-T2h)△Tg＝T1g-T2g△Th＝T1h-T2h式中：Q──換熱器的換熱量；理論上一次網側的供熱量等于二次網側的供熱量即熱用戶用熱量，WK──換熱器的傳熱系數，W/m2·℃；F──換熱器的傳熱面積，m2；△Tm──換熱器內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法，其特征在于：所述方法的實現過程為：步驟一、將高溫機組a和低溫機組b進行串聯根據換熱站內兩個機組二次側進出口水溫，將二次網回水溫度低的機組作為低溫機組b，另一個為高溫機組a；將換熱站內的高溫機組a和低溫機組b進行串聯；串聯后，a、b兩機組一次側串聯工作，二次側仍并聯T

【技術特征摘要】
1.一種降低一次網回水溫度的換熱站運行方法，其特征在于：所述方法的實現過程為：步驟一、將高溫機組a和低溫機組b進行串聯根據換熱站內兩個機組二次側進出口水溫，將二次網回水溫度低的機組作為低溫機組b，另一個為高溫機組a；將換熱站內的高溫機組a和低溫機組b進行串聯；串聯后，a、b兩機組一次側串聯工作，二次側仍并聯T1g＝T1ag，假定串聯后一次網低溫機組b回水溫度T1h’，二次側供熱量Qa和Qb不變，優化以后，發生變化的參數都帶上腳標“’”；Qa＝G2aρCp(T2ag-T2ah)Qb＝G2bρCp(T2bg-T2bh)Q＝Qa+QbT’1ah＝T’1bg一次網總流量為：一次網高溫回水溫度為:步驟二、確定高溫機組a所需換熱面積，計算過程為：高溫機組a串聯后換熱溫差：高溫機組a串聯后換熱面積：步驟三、確定低溫機組b所需換熱面積低溫機組b串聯后換熱溫差：低溫機組b串聯后換熱面積：步驟四、優化后兩機組總換熱面積F'＝F’a+F’b；步驟五、確定流量變化，如下式：一次網流量變化：步驟六、實際串聯過程中，高溫機組a面積未變，實行高溫機組a一次網回水和一次網供水混合，通過控制二次網供水溫度滿足用熱需求。上式中：Q──換熱器的換熱量；一次網側的放熱量；二次網側的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海燕，王芳，王硯玲，夏學彬，高帥，郭曉濤，馮楊洋，趙晶巍，徐欣，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23