基于热网供回母管串联的管网蓄热系统及其调控方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于热网供回母管串联的管网蓄热系统及其调控方法，包括供热管网，供热管网包括热网首站、热力站、循环水泵、一次网回水管和一次网供水管，一次网供水管与一次网回水管之间安装有热网水旁路；热网水旁路上设有调节组件，用于调整流经热网水旁路的热网水的流量和压力，利用现有供热管网实现蓄热和放热功能。针对热电联产供热系统，充分利用现有庞大供热管网的储热能力，来增加热电联产机组的调峰能力，节省了新建储能装置的巨大投资成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
基于热网供回母管串联的管网蓄热系统及其调控方法


[0001]本专利技术涉及集中供热
，特别是涉及一种基于热网供回母管串联的管网蓄热系统及其调控方法。

技术介绍

[0002]热电联产作为电力、热力行业能源高效清洁利用的重要途径，成为世界各国火力发电发展的重要方式，被列入我国重点节能工程和清洁供热主要途径。近年来，新能源发电的快速发展，给火力发电带来了严峻的电力调峰形势要求，然而，常规热电联产机组以热定电的运行方式使得火电灵活调节严重受限，致使供热与电力调峰严重冲突。
[0003]目前针对热电联产供热系统效率低下的常规方案是增加热力储能设备，通过储热技术将机组在负荷较高时把富裕的热量储存起来，调峰困难时利用储热装置对外供热，补充热电联产机组由于发电负荷降低带来的供热能力不足，提高热电联产机组的电力调峰能力。然而这大大增加了企业的建设投资成本。
[0004]现有专利《一种用于热力网蓄放热的平衡调节方法及供热系统》(申请号：CN202110294128.3)则是通过利用供热管网进行储热，庞大的供热管网是天然的储热设备，如果利用供热管网进行储热，来增加热电联产机组的调峰能力，则可以节省巨额的建设投资成本，经济性显著。但是，该种技术在供热系统的热力站数量过多时，该专利技术需要增加大量的热网水旁路及阀门等相关设施，一定程度上也增加了建设投资成本，同时调节复杂，难以达到精准供热。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种基于热网供回母管串联的管网蓄热系统及调控方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种基于热网供回母管串联的管网蓄热系统，包括供热管网，所述供热管网包括热网首站、热力站、循环水泵、一次网回水管和一次网供水管，所述热网首站通过所述一次网回水管和所述一次网供水管与所述热力站的一次网侧连通；所述热力站的数量为n，n≥1，所述循环水泵驱动热网水在所述热网首站、所述热力站、所述一次网回水管和所述一次网供水管之间流动，其中，
[0008]所述一次网供水管与所述一次网回水管之间安装有热网水旁路；所述热网水旁路上设有调节组件，用于调整流经所述热网水旁路的热网水的流量和压力；所述调节组件包括第一温压流测量仪、减压装置和第一调节阀，所述第一温压流测量仪、所述减压装置和所述第一调节阀沿水流动方向依次设置在所述热网水旁路上；在所述热网水旁路与所述一次网回水管的连接处的所述一次网回水管的水流方向上游位置设有压力测量仪；
[0009]所述热网首站的出水口设有出水调节阀，所述热网首站的进水口设有进水调节阀，所述出水调节阀用于调节热网水的供水流量；所述进水调节阀用于调节热网水的回水
流量；
[0010]所述热网首站用于在所述供热管网进行蓄热时增加供热量，提高热网水的供水温度和/或供水流量，和，在所述供热管网进行放热时减少供热量，降低热网水的供水温度和/或供水流量；
[0011]所述第一调节阀用于在所述供热管网不蓄热与不放热时处于常闭状态使所述热网水旁路的热网水流量为零，在蓄热时可调节地开放使流经所述热网水旁路的热网水流量逐步增加，在放热时可调节地关闭使流经所述热网水旁路的热网水流量逐步减少；
[0012]所述减压装置用于将流经所述热网水旁路的热网水降压至与所述压力测量仪的压力度数一致后输送回所述一次网回水管。
[0013]优选地，所述热力站与所述一次网供水管连接的进水管路上设有第二调节阀和第二温压流测量仪，所述热力站与所述一次网回水管连接的出水管路上设有第三调节阀和温压测量仪；
[0014]所述第二调节阀和所述第三调节阀用于在所述供热管网进行蓄热且所述热网首站提高热网水的供水温度时可调节地关闭使进入所述热力站的热网水流量减少，流经所述热网水旁路的热网水流量增加；以及，在所述供热管网进行放热且所述热网首站降低热网水的供水温度时可调节地开放使进入所述热力站的热网水流量增加，流经所述热网水旁路的热网水流量减少。
[0015]优选地，系统还包括补水组件，所述补水组件包括一次网补水管、补水泵、第四调节阀和第三温压流测量仪，所述第三温压流测量仪、所述补水泵和所述第四调节阀沿水流方向依次设置在所述一次网补水管上，所述一次网补水管与所述一次网回水管连接；
[0016]在所述一次网补水管与所述一次网回水管的连接处的所述一次网回水管的水流方向上游位置设有第四温压流测量仪，所述第四调节阀用于在所述第四温压流测量仪检测到所述一次网回水管中的压力低于设定压力时开启以及在所述第四温压流测量仪检测到所述一次网回水管中的压力不低于设定压力时关闭；
[0017]所述热网首站的出水口设有第五温压流测量仪。
[0018]优选地，所述热网水旁路设置在第j个热力站处，1≤j≤n,所述压力测量仪设在第j个热力站处的所述一次网回水管上。
[0019]优选地，所述热网水旁路设置在第j个热力站处中的j依据下列方法计算所得：
[0020]根据所述循环水泵的设计流量G0(单位：t/h)来确定供热管网的最大热网水流量G
r
，
[0021]G
r
＝G0；
[0022]根据热电联产机组进行电力调峰时需要的储热量来确定供热管网所需的最小储热量Q
min
(单位：GJ)；
[0023]根据采暖期各所述热力站所需的最大供热负荷W
i
(单位：GJ/h，1≤i≤n)与所述供热管网的最大热网供回水温差来确定采暖期各所述热力站所需的最小热网水流量(单位：t/h，1≤i≤n)，所述供热管网的热网水的供水温度和热网水的回水温度分别为T
01
(单位：℃)和T
02
(单位：℃)，
[0024][0025]根据采暖期各热力站所需的最小热网水流量与供热管网的最大热网水流量G
r
来确定采暖期供热管网可用于蓄热的最大热网水流量G
s
，
[0026][0027]根据循环水泵的设计扬程H0(单位：m)与采暖期供热管网连接各热力站的不同管段阻力损失来确定j的最大可取值A
max
；
[0028]根据供热管网所需的最小储热量来确定j的最小可取值B
min
；
[0029]根据如下关系式确定j的最终取值：
[0030]当B
min
≥A
max
时，j的最终取值为A
max
；
[0031]当B
min
＜A
max
时，此时若供热管网的散热损失率和漏水损失率可以忽略时，j的最终取值为A
max
，若供热管网的散热损失率和漏水损失率不可以忽略时，j的最终取值为B
min
。
[0032]优选地，根据循环水泵的设计扬程H0(单位：m)与采暖期供热管网连接各热力站的不同管段阻力损失来确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热网供回母管串联的管网蓄热系统，其特征在于，包括供热管网，所述供热管网包括热网首站、热力站、循环水泵、一次网回水管和一次网供水管，所述热网首站通过所述一次网回水管和所述一次网供水管与所述热力站的一次网侧连通；所述热力站的数量为n，n≥1，所述循环水泵驱动热网水在所述热网首站、所述热力站、所述一次网回水管和所述一次网供水管之间流动，其中，所述一次网供水管与所述一次网回水管之间安装有热网水旁路；所述热网水旁路上设有调节组件，用于调整流经所述热网水旁路的热网水的流量和压力；所述调节组件包括第一温压流测量仪、减压装置和第一调节阀，所述第一温压流测量仪、所述减压装置和所述第一调节阀沿水流动方向依次设置在所述热网水旁路上；在所述热网水旁路与所述一次网回水管的连接处的所述一次网回水管的水流方向上游位置设有压力测量仪；所述热网首站的出水口设有出水调节阀，所述热网首站的进水口设有进水调节阀，所述出水调节阀用于调节热网水的供水流量；所述进水调节阀用于调节热网水的回水流量；所述热网首站用于在所述供热管网进行蓄热时增加供热量，提高热网水的供水温度和/或供水流量，和，在所述供热管网进行放热时减少供热量，降低热网水的供水温度和/或供水流量；所述第一调节阀用于在所述供热管网不蓄热与不放热时处于常闭状态使所述热网水旁路的热网水流量为零，在蓄热时可调节地开放使流经所述热网水旁路的热网水流量逐步增加，在放热时可调节地关闭使流经所述热网水旁路的热网水流量逐步减少；所述减压装置用于将流经所述热网水旁路的热网水降压至与所述压力测量仪的压力度数一致后输送回所述一次网回水管。2.如权利要求1所述的基于热网供回母管串联的管网蓄热系统，其特征在于，所述热力站与所述一次网供水管连接的进水管路上设有第二调节阀和第二温压流测量仪，所述热力站与所述一次网回水管连接的出水管路上设有第三调节阀和温压测量仪；所述第二调节阀和所述第三调节阀用于在所述供热管网进行蓄热且所述热网首站提高热网水的供水温度时可调节地关闭使进入所述热力站的热网水流量减少，流经所述热网水旁路的热网水流量增加；以及，在所述供热管网进行放热且所述热网首站降低热网水的供水温度时可调节地开放使进入所述热力站的热网水流量增加，流经所述热网水旁路的热网水流量减少。3.如权利要求1所述的基于热网供回母管串联的管网蓄热系统，其特征在于，还包括补水组件，所述补水组件包括一次网补水管、补水泵、第四调节阀和第三温压流测量仪，所述第三温压流测量仪、所述补水泵和所述第四调节阀沿水流方向依次设置在所述一次网补水管上，所述一次网补水管与所述一次网回水管连接；在所述一次网补水管与所述一次网回水管的连接处的所述一次网回水管的水流方向上游位置设有第四温压流测量仪，所述第四调节阀用于在所述第四温压流测量仪检测到所述一次网回水管中的压力低于设定压力时开启以及在所述第四温压流测量仪检测到所述一次网回水管中的压力不低于设定压力时关闭；所述热网首站的出水口设有第五温压流测量仪。4.如权利要求1所述的基于热网供回母管串联的管网蓄热系统，其特征在于，所述热网水旁路设置在第j个热力站处，1≤j≤n,所述压力测量仪设在第j个热力站处的所述一次网
回水管上。5.如权利要求4所述的基于热网供回母管串联的管网蓄热系统，其特征在于，所述热网水旁路设置在第j个热力站处中的j依据下列方法计算所得：根据所述循环水泵的设计流量G0(单位：t/h)来确定供热管网的最大热网水流量G
r
，G
r
＝G0；根据热电联产机组进行电力调峰时需要的储热量来确定供热管网所需的最小储热量Q
min
(单位：GJ)；根据采暖期各所述热力站所需的最大供热负荷W
i
(单位：GJ/h，1≤i≤n)与所述供热管网的最大热网供回水温差来确定采暖期各所述热力站所需的最小热网水流量(单位：t/h，1≤i≤n)，所述供热管网的热网水的供水温度和热网水的回水温度分别为T
01
(单位：℃)和T
02
(单位：℃)，根据采暖期各热力站所需的最小热网水流量与供热管网的最大热网水流量G
r
来确定采暖期供热管网可用于蓄热的最大热网水流量G
s
，根据循环水泵的设计扬程H0(单位：m)与采暖期供热管网连接各热力站的不同管段阻力损失来确定j的最大可取值A
max
；根据供热管网所需的最小储热量来确定j的最小可取值B
min
；根据如下关系式确定j的最终取值：当B

【专利技术属性】
技术研发人员：高新勇，郑立军，金晶，鞠浩然，何晓红，李成磊，吴畅，梁诗雨，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：