双热源供热运行方案的优化

张述坤 杜志文（中原石油勘探局供热管理处）

随着濮阳市及油田的发展，新建楼房供热面积的不断增加及工业用蒸汽等原因，在实际运行中，国电热源不能满足油田供暖的需要。国电二期工程还遥遥无期，因此，油田基地北区锅炉房成为事实上的尖峰热源锅炉房，用以满足每年11月15日前、极寒天气以及国电设备管网故障时油田供热的需要。在存在国电热源与基地北区锅炉房双热源运行的工况下，优化双热源运行方案，充分利用成本较低的国电热源，且最大限度保证基地北区锅炉在启动后也能够高效运行，充分利用双热源优势，实现社会与经济效益最大化。

1 方案的切换原则与方式

当国电热源满负荷运行时仍欠供热量时，需启动基地北区尖峰热源锅炉进行调峰，但因供热负荷是随天气气温变化而变化，负荷差额是一个随天气气温变化的变量，因此作为尖峰热源的基地北区锅炉房的负荷也是变量，为了保证锅炉效率，双热源协调运行的原则是尽量保证单台锅炉负荷在70%-80%以上运行，尽量避免锅炉超负荷、低负荷运行工况给锅炉带来的不良影响和低效率运行；同时尽量降低管网切换及锅炉负荷调节频率，进而提高锅炉燃烧效率。在协调运行方式上，因两种热源水质要求不同，且两家热源分属两个单位，作为基础热源的国电热源的水质处理工艺基本上不会为尖峰热源锅炉房匹配，即锅炉房水质要求要高于国电管网水质，国电管网的水质不能够满足锅炉的水质要求，因此在运行方式上，只能采取摘网运行，基地北区锅炉房形成一个独立的热网时再进行水处理，使之达到锅炉运行的标准。在切入方式上根据尖峰负荷大小及一次网分区控制阀门调节能力进行阶段性依次递增或递减，但切换时需一次切换到位。

2 优化一次网分区控制方案

在2010—2011年供热期，由于油田基地没有做好分区控制，在国电热源不足时，基地北区锅炉房本应启动一台锅炉即能满足需要，但因为无法分区供热，我们启动了2或3台锅炉，致使不能充分利用国电热源。为了充分利用国电热源，我们对油田基地应供热量与国电热源供热能力进行了测算，并据此对一次网进行了分区控制改造，实现了最大限度利用国电热源，见表1。从以上分析知：

1）t＞-6℃时，国电供热能力能满足油田供热。

2）在-7≤t≤-6℃温度下计算供暖面积约为45×104m2。油田供热区域选择供热站为：测井供热站、石油学校供热站、科技新村供热站，这3个站供热面积为43.7×104m2，供热量85GJ/h左右，约为单台锅炉80%的负荷率，正处在锅炉高效运行区间。

表1 各温度下供热热量测算

3）在-8≤t＜-7℃温度下计算供暖面积约为80×104m2，供热量为185GJ/h油田供热区域选择供热站为6个站：物探东供热站、物探西供热站、水电供热站、测井供热站、石油学校供热站、科技新村供热站、共计面积83×104m2，供热量为185 GJ/h，基地北区锅炉房启2台锅炉负荷控制在90%左右。

4）在t＜-8℃温度下计算供暖面积约为120×104m2，油田供热区域选择供热站为9个站：物探东供热站、物探西供热站、水电供热站、测井供热站、石油学校供热站、科技新村供热站、文体供热站、登月供热站、职工医院供热站，约105.8×104m2，供热量为260GJ/h，基地北区锅炉房启3台锅炉负荷控制在84%左右。

根据以上天气计算情况，在综合考虑国电热源故障以及濮阳后续供热面积增加的情况下，在充分保证油田供热质量的原则下，对油田一次管网进行分区控制改造。

3 方案运行效果

1）2012年至2013冬季据气象部门统计，年平均气温比常年平均气温低-1.7℃左右，同时，在国电换热设备故障低于正常换热能力的情况下，基地北区锅炉房根据双热源优化的供热方案执行社会与经济效益最佳化原则，锅炉运行分三个时段累计运行90天，热源分区切换11次，供热质量及用户满意率均高于往年，同时供暖期锅炉热效率78%，比上年度同期提高4.1%，节约原煤627 t，节支56.43万元。

2）供热管网的分区控制，为优先使用价格低的热源，降低运行成本打下了基础。国电热价2012年是41.32元/GJ，比供热管理处核算的基地锅炉房热源价65元/GJ低23.68元/GJ，2012年使用国电热源1 820 729GJ，比基地锅炉供热节431万余元，该优化运行双热源方案成绩显著。

3）由于国电热源与基地北区热效率的差异及环保设备的完善程度差距，使用国电热源，整个濮阳市减少碳排量2×104t、硫排放5200 t。采用优化双热源供热运行方案确实达到了节能减排降本的效果。