本發(fā)明涉及一種供熱系統(tǒng),具體涉及一種熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置。
背景技術(shù):
:當(dāng)供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷存在較大的日內(nèi)波動(dòng)時(shí),為了盡可能減少調(diào)峰熱源的運(yùn)行時(shí)間,增加基礎(chǔ)熱源的利用小時(shí)數(shù),蓄熱裝置在供熱系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前常見(jiàn)的蓄熱方案有“熱源處的集中式蓄熱”和“熱力站分布式二次側(cè)蓄熱”這兩種,然而這兩種方案都有各自的缺陷:熱源處的集中式蓄熱雖然蓄熱溫差大且易于管理維護(hù),但蓄熱器的壓力等級(jí)較高,蓄熱器單位容積的建造費(fèi)用昂貴;熱力站分布式二次側(cè)蓄熱雖然可以使用造價(jià)較低的常壓蓄熱器,但蓄熱溫差很小,相同蓄熱量下蓄熱罐的體積過(guò)大,建設(shè)成本較高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明提供一種熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置,以解決在熱負(fù)荷顯著存在較大的日內(nèi)波動(dòng)時(shí),現(xiàn)有的兩種蓄熱方案不能有效地增加基礎(chǔ)熱源的利用小時(shí)數(shù),蓄熱溫差小,供熱系統(tǒng)的運(yùn)行成本高,區(qū)域供熱經(jīng)濟(jì)性較低的問(wèn)題。本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置,它包括置換式常壓蓄熱器、二次網(wǎng)循環(huán)泵、一次網(wǎng)和二次網(wǎng),它還包括換熱器、蓄熱泵、放熱泵、供水側(cè)蓄熱閥、回水側(cè)蓄熱閥和放熱閥;一次網(wǎng)和二次網(wǎng)之間布置有換熱器,一次網(wǎng)供水管與置換式常壓蓄熱器頂部之間布置有供水側(cè)管,供水側(cè)管上安裝有供水側(cè)蓄熱閥,一次網(wǎng)回水管與置換式常壓蓄熱器頂部之間布置有蓄熱管,蓄熱管上安裝有蓄熱泵,二次網(wǎng)供水管與置換式常壓蓄熱器之間布置有一次放熱管,一次放熱管上安裝有放熱閥,換熱器和二次網(wǎng)循環(huán)泵之間的二次網(wǎng)回水管與置換式常壓蓄熱器底部之間布置有二次放熱管,二次放熱管上安裝有放熱泵,一次網(wǎng)回水管與置換式常壓蓄熱器底部之間布置有回水側(cè)管,回水側(cè)管上安裝有回水側(cè)蓄熱閥。本發(fā)明的有益效果是:蓄熱泵與一次網(wǎng)回水管相連接,蓄熱泵工作溫度低,安全可靠性較高。放熱泵與二次網(wǎng)回水管相連接,放熱泵工作溫度低,安全可靠性較高。雙側(cè)聯(lián)合蓄熱增大了置換式常壓蓄熱器的蓄熱溫差,在蓄熱量相同的情況下,蓄熱罐體積較小,建造成本較低。該裝置可在供熱負(fù)荷低谷時(shí)吸納熱源的超額供熱量,然后在負(fù)荷高峰時(shí)將蓄熱量放出,滿足高峰時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷需求。相比熱源處的集中式蓄熱,熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱的設(shè)計(jì)蓄熱溫度較低,可采用常壓蓄熱罐,單位容積的建造成本大大降低。當(dāng)供熱系統(tǒng)存在顯著的日內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)時(shí),配置熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置可以增加基礎(chǔ)熱源的利用小時(shí)數(shù)、減小調(diào)峰熱源的運(yùn)行小時(shí)數(shù),降低供熱系統(tǒng)的運(yùn)行成本,提高了區(qū)域供熱的經(jīng)濟(jì)性。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為置換式常壓蓄熱器蓄熱過(guò)程管道流量溫度示意圖;圖3為置換式常壓蓄熱器放熱過(guò)程管道流量溫度示意圖。其中,1為換熱器,2為置換式常壓蓄熱器,3為蓄熱泵,4為逆止閥,5為供水側(cè)蓄熱閥,6為回水側(cè)蓄熱閥,7為放熱閥;8為放熱泵,9為二次網(wǎng)循環(huán)泵,10為一次網(wǎng)供水管,11為一次網(wǎng)回水管,12為二次網(wǎng)供水管,13為二次網(wǎng)回水管。具體實(shí)施方式結(jié)合圖1說(shuō)明,熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置,它包括置換式常壓蓄熱器2、二次網(wǎng)循環(huán)泵9、一次網(wǎng)和二次網(wǎng),它還包括換熱器1、蓄熱泵3、放熱泵8、供水側(cè)蓄熱閥5、回水側(cè)蓄熱閥6和放熱閥7;一次網(wǎng)和二次網(wǎng)之間布置有換熱器1,一次網(wǎng)供水管10與置換式常壓蓄熱器2頂部之間布置有供水側(cè)管10-1,供水側(cè)管10-1上安裝有供水側(cè)蓄熱閥5,一次網(wǎng)回水管11與置換式常壓蓄熱器2頂部之間布置有蓄熱管11-1,蓄熱管11-1上安裝有蓄熱泵3,二次網(wǎng)供水管12與置換式常壓蓄熱器2之間布置有一次放熱管12-1,一次放熱管12-1上安裝有放熱閥7,換熱器1和二次網(wǎng)循環(huán)泵9之間的二次網(wǎng)回水管13與置換式常壓蓄熱器2底部之間布置有二次放熱管13-1,二次放熱管上安裝有放熱泵8,一次網(wǎng)回水管11與置換式常壓蓄熱器2底部之間布置有回水側(cè)管11-2,回水側(cè)管11-2上安裝有回水側(cè)蓄熱閥6。為了防止運(yùn)行中一次網(wǎng)和二次網(wǎng)水倒流,防止泵及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),以及容器介質(zhì)的泄放,蓄熱泵3與置換式常壓蓄熱器2連通的管道上設(shè)置逆止閥4,放熱泵8與置換式常壓蓄熱器2連通的管道上設(shè)置逆止閥4。參見(jiàn)圖1說(shuō)明,為了提高換熱效率,減少熱損失,優(yōu)選地,換熱器1為板式換熱器。為了滿足實(shí)際工況和熱負(fù)荷需求,優(yōu)選地,供水側(cè)蓄熱閥5和回收側(cè)蓄熱閥6為調(diào)節(jié)閥,放熱閥7為調(diào)節(jié)閥。為了方便管理,節(jié)能降耗,滿足熱量調(diào)節(jié),優(yōu)選地,蓄熱泵3和放熱泵8為變頻離心式調(diào)速泵。二次網(wǎng)循環(huán)泵9為變頻離心式調(diào)速泵。實(shí)施例:假設(shè)某熱力站對(duì)一公共建筑群進(jìn)行供熱,承擔(dān)的總供熱面積為10萬(wàn)m2,設(shè)計(jì)面積熱指標(biāo)75w/m2。該建筑群在辦公時(shí)間段6:00-22:00存在辦公熱負(fù)荷,而在夜間22:00到次日6:00存在值班熱負(fù)荷,不同時(shí)間段建筑物的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度不同,因此熱力站負(fù)荷存在顯著的日周期變化規(guī)律。假設(shè)必要的負(fù)荷計(jì)算參數(shù)如下表1-表3:負(fù)荷計(jì)算參數(shù)表1總供熱面積單位面積熱指標(biāo)采暖室外設(shè)計(jì)溫度s=10萬(wàn)m2q=75w/m2ta=-12℃負(fù)荷計(jì)算參數(shù)表2辦公時(shí)間段值班時(shí)間段6:00-22:00(共16小時(shí))22:00-次日6:00(共8小時(shí))負(fù)荷計(jì)算參數(shù)表3辦公時(shí)間段的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度值班時(shí)間段的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度t1=18℃t2=8℃假設(shè)熱力站一、二次側(cè)的設(shè)計(jì)供回水溫度和溫差如下表:假設(shè)置換式常壓蓄熱器2的設(shè)計(jì)蓄熱溫度為95℃、罐內(nèi)冷流體的溫度為60℃,則蓄熱溫差為δtc=35℃。辦公時(shí)間段建筑物的熱負(fù)荷為:p1=q×s=75×105=7.5mw假設(shè)熱負(fù)荷與室內(nèi)外溫差成正比,則值班時(shí)間段建筑物的熱負(fù)荷為:熱力站一天之內(nèi)的平均熱負(fù)荷為:因此,值班時(shí)間段蓄熱器的蓄熱功率為:辦公時(shí)間段蓄熱裝置的放熱功率為:蓄熱裝置對(duì)應(yīng)的容積計(jì)算公式為:q=δpc×8=δpd×16=13.3mwh通過(guò)對(duì)熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置進(jìn)行定量計(jì)算,可以得到蓄、放熱泵的設(shè)計(jì)流量和蓄熱器的設(shè)計(jì)容積。熱力站一次側(cè)循環(huán)流量g10恒定為:為了滿足值班時(shí)間段的蓄熱要求,流經(jīng)回水側(cè)蓄熱閥6的流量g6為:總的蓄熱時(shí)間為8小時(shí),因此置換式常壓蓄熱器2的體積為:v2=g6×8×3600/1000=327m3板式換熱器的出水溫度x可由下列方程得到:g6×60+(g10-g6)·x=g10×70x=77.5℃為了使混合后的溫度為95℃,流經(jīng)供水側(cè)蓄熱閥的實(shí)際流量g5和流經(jīng)蓄熱泵的實(shí)際流量g3比為:總的蓄熱流量為11.34kg/s,因此蓄熱泵的設(shè)計(jì)流量g3′為:在辦公時(shí)間段,置換式常壓蓄熱器2進(jìn)行放熱,放熱泵8的流量g8為:在值班時(shí)間段,二次網(wǎng)循環(huán)泵9的低峰流量g2為:而在辦公時(shí)間段,二次網(wǎng)循環(huán)泵9的高峰流量g2′為:為了實(shí)現(xiàn)熱源的恒定供熱,可采用不同的蓄熱方法,本發(fā)明所提出的熱力站分布式雙側(cè)聯(lián)合蓄熱裝置是最為經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)手段。針對(duì)本算例的總蓄熱量要求,三種不同蓄熱方案的對(duì)比計(jì)算結(jié)果如下表所示:具體的工作過(guò)程分為蓄熱過(guò)程和放熱過(guò)程兩個(gè)部分:對(duì)于蓄熱過(guò)程:蓄熱泵3,供水側(cè)蓄熱閥5和回水側(cè)蓄熱閥6開(kāi)啟;放熱閥7和放熱泵8關(guān)閉。一次網(wǎng)供水管10內(nèi)的部分一次網(wǎng)高溫供水流經(jīng)供水側(cè)蓄熱閥5后,與一次網(wǎng)回水管11內(nèi)的經(jīng)蓄熱泵3加壓后的換熱部分低溫一次網(wǎng)回水混合,達(dá)到設(shè)計(jì)蓄熱溫度后送入置換式常壓蓄熱器2,置換式常壓蓄熱器2底部冷流體流經(jīng)回水側(cè)蓄熱閥6后,進(jìn)入一次網(wǎng)回水管11。對(duì)于放熱過(guò)程:放熱閥7和放熱泵8開(kāi)啟;蓄熱泵3,供水側(cè)蓄熱閥5和回水側(cè)蓄熱閥6關(guān)閉。二次網(wǎng)回水管13內(nèi)的部分二次網(wǎng)回水在放熱泵8的驅(qū)動(dòng)下,進(jìn)入置換式常壓蓄熱器2底部,置換式常壓蓄熱器2頂部熱流體流經(jīng)放熱閥7后,進(jìn)入二次網(wǎng)供水管12。以上實(shí)施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性,本發(fā)明不受上述事例限制,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還有各種變化和改變,這些變化和改變都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。當(dāng)前第1頁(yè)12