论文范文：多热源联合供热系统调峰方式及综合优化研究

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第1章绪论
1.1 课题来源
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1.2 课题的背景和意义
1.2.1 中国能源现状与集中供热主要问题
我国严峻的能源形势与近年来建筑能耗的迅速增长有较为密切的
关系。

近年来我国新增建筑面积相当于全球年新增建筑总量的40%，而且呈现逐年增长的趋势[4]。

2006年我国建筑能耗约占总能耗的20.7%[5]，2009年这一比例达到27%左右，目前已达到三分之一左右。

同时，北方集中供热采暖能耗已占全国建筑总能耗的36%[6]。

随着人民生活水平的提高和集中供热的发展，建筑能耗占全国总能耗的比例将进一步上升[7]。

近年来我国的集中供热发展迅速，无论是供热能力还是热网规模都有了很大的增长，集中供热的普及程度和应用地区也越来越广。

但是集中供热在迅速发展的背后，也存在着一些问题，其中最突出的问题在于采暖能耗居高不下，我国供热系统能耗为欧洲同纬度地区的2~4 倍[6]。

原因主要有三个，一是围护结构保温不良；二是供热系统运行效率不高，输送能耗高、热用户调节方式不善，导致过热与欠热的问题同时存在，热量浪费现象较多；三是热源效率普遍偏低，热源供热能力与热用户需求不匹配，运行调度尚需完善，供热规划和决策缺少理论指导和支撑。

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1.3 多热源联合供热的系统形式
1.3.1 多热源联合供热系统调峰形式
随着我国供热技术的发展和运行管理水平的提高，多热源联合供热成为集中供热的发展趋势之一。

多热源联合供热系统根据运行方式可以分为并网运行和解列运行。

并网运行指在采暖初、末寒期由基本热源承担全网热负荷，严寒期调峰热源投入运行，通过水力与热力工况与基本热源耦合实现联合供热；而解列运行则在严寒期把调峰热源及其供热范围内的热用户一起采用阀门从热网干线上隔离出来进行供热。

本文研究的是采暖热负荷并网运行的多热源联合供热系统。

目前，我国比较常见的多热源联合供热系统是以热电厂或大型燃煤锅炉房为基本热源、一级网集中燃煤锅炉房为调峰热源的形式。

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第2章二级网全部热力站小型燃气锅炉调峰的研究
2.1 二级网全部热力站小型燃气锅炉等比例调峰
新建系统具有如下特点：第一，由于一级网只承担基本热负荷，因此可以在很大程度上减小一级网管径从而降低一级网的初投资，减少输送电耗；第二，由于调峰热源设置在热力站内，因而可以在一级网发生事故时单独承担一定的热负荷，延缓室内温度的降低，减小事故的影响范围；第三，可以充分利用燃气锅炉的灵活性和其效率受负荷率影响较小的特性来实现对热用户供热量的独立和及时的调节，提高供热质量并节约能耗。

对改扩建系统，同样可以减少事故的影响，提高供热质量和节能。

此外，最明显的特点是可以在不增加原有热源规模，不开挖和更换一级网管道的情况下，扩大系统供热能力。

二级网小型燃气锅炉调峰方式给系统的经济性带来一些不利的因素，增加了燃气锅炉的占地面积和初投资、配套燃气管网投资及运行费用。

另外，燃气锅炉的运行对安全防爆的要求较高，对周边小区环境也有一定影响。

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2.2 二级网全部热力站小型燃气锅炉等比例调峰供热系统的调节
如前所述，二级网全部热力站等比例调峰联合供热系统相比一般
集中供热系统在运行费用方面具有一定的优势，优势的体现应以合理的运行调节为基础。

根据绪论中对基本调节方式优缺点的介绍和所建立的上述热平衡方程，本节结合二级网全部热力站等比例调峰联合供热系统的特点研究适合于它的调节方式。

从节省输送电耗和减小水力失调的角度，主要考虑一级网采用分阶段质调节和保持供水温度不变的量调节、分阶段质调节和等供回水温差量调节两种调节方式。

此外，为了对比还给出了一级网采用质调节的调节方式。

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第3 章二级网部分热力站小型燃气锅炉调峰的研究 (62)
3.1 二级网部分热力站小型燃气锅炉调峰 (62)
3.2 二级网部分热力站小型燃气锅炉调峰联合供热系统的调节 (63)
3.3 新建系统二级网部分热力站小型燃气调峰锅炉的优化设置 (71)
3.4 改扩建系统二级网部分热力站小型燃气调峰锅炉的设置 (80)
3.5 本章小结 (84)
第4 章一级网集中燃气和燃煤锅炉调峰的研究 (86)
4.1 一级网集中调峰联合供热系统 (86)
4.2 一级网集中调峰联合供热系统的运行调节 (87)
4.3 一级网集中燃气锅炉调峰的经济性及能耗分析 (97)
4.4 一级网集中燃煤锅炉房调峰的经济性及能耗分析 (106)
4.5 本章小结 (110)
第6章多热源联合供热系统的综合优化
多热源联合供热系统的调峰形式多样，它们各具特点，在选择时需要结合当地实际情况对众多备选方案进行综合优化，全面考虑各方案在经济、技术、环境及能源等各方面的表现，从而得到针对特定地区的方案排序。

综合优化之前要构建指标体系，它是指标权重确定的基础也是综合优化开展的前提。

本文基于模糊层次分析理论确定指标权重，在此基础上提出了指标权重可行域的概念，以充分利用权重判断信息。

并建立基于随机多指标可接受性分析(Stochastic MulticriteriaAcceptability Analysis, SMAA)理论的综合优化模型。

6.1 多热源联合供热系统综合优化指标体系的建立
根据综合优化指标体系的构建原则[75]和我国目前多热源供热系统的发展情况，并参考文献[113,114,117,118,124-128]的相关研究，本文选择经济、技术、环境与能源等四个因素作为多热源供热系统综合优化的一级指标，有些一级指标存在相应的二级指标，如表6-1 所示，其中不仅包含效益型(越大越好型)和成本型(越小越好型)指标，还包含很多不能用具体数值量化的定性指标[75]。

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结论
随着供热系统节能减排及可持续发展理念的推广和我国能源结构调整的逐步推进，多热源联合供热逐渐得到更多应用。

但我国对多热源联合供热系统的研究存在一定的滞后，缺乏较为系统的综合优化理论和决策模型来指导其规划和设计。

本文分析了几种常见多热源联合供热系统形式，讨论了二级网分布式小型燃气锅炉调峰、一级网集中燃气和燃煤锅炉调峰方式的特点，建立了它们的热负荷平衡方程，并研究了运行调节方式。

在此基础上，分析了影响多热源联合供热系统性能的主要因素，考虑了经济、技术、能源和环境等指标对系统性能的影响，开展了基于随机可接受性分析(SMAA)的综合优化研究。

对以燃煤锅炉房为基本热源的多热源联合供热系统进行研究，得到的主要结论有：
(1) 通过分析二级网全部热力站小型燃气锅炉等比例调峰联合供
热系统的连接形式和热平衡方程，研究了其优化运行调节方式，论证了采用调峰前一级网分阶段质调节和等供回水温差量调节、调峰后等供回水温差量调节在减小水力失调，节约输送能耗方面的优势。

分析了这种调峰形式下设计调峰流量比的范围，得到调峰锅炉并联连接时，设计调峰流量比不能大于调峰系数的结论；给出了调峰锅炉串联连接时应按最小设计调峰流量比，并联连接时应按最大设计调峰流量比运行的原则。

基于费用年值和能质系数分别建立了适用于多热源联合供热系统的经济性和能耗分析模型。

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参考文献（略）。