[科普中国]-供热系统调峰设备

热电厂的热化系数是小于l的，除了设置用主蒸汽减温减压后供汽的尖峰加热器外，有时供热系统中还设置尖峰热水锅炉和蒸汽蓄热器等调峰设备来满足尖峰热负荷的需要。装设在热电厂内的尖峰热水锅炉是在尖峰热负荷期用来将基本加热器的出口水温进一步提高到热网设计的供水温度。蒸汽蓄热器可对变化的蒸汽负荷进行辅助调节，可保证尖峰时蒸汽供热系统和设备的稳定性和经济性。1

简介热电厂的热化系数是小于l的，除了设置用主蒸汽减温减压后供汽的尖峰加热器外，有时供热系统中还设置尖峰热水锅炉和蒸汽蓄热器等调峰设备来满足尖峰热负荷的需要。装设在热电厂内的尖峰热水锅炉是在尖峰热负荷期用来将基本加热器的出口水温进一步提高到热网设计的供水温度。蒸汽蓄热器可对变化的蒸汽负荷进行辅助调节，可保证尖峰时蒸汽供热系统和设备的稳定性和经济性。1

尖峰热水锅炉热水锅炉是热电联产集中供热系统中承担尖峰热负荷的一种主要设备。尖峰热水锅炉可装设在热电厂内热网的中部或末端。应根据具体的工程要求，经技术经济比较确定。装设在热电厂内的尖峰热水锅炉是在尖峰热负荷期用来将基本加热器的出口水温进一步提高到热网设计的供水温度。装设在热网中部或末端的尖峰热水锅炉的供热参数一般与热电厂的供热参数相同。热水锅炉目前主要有带上锅筒的水管锅炉、水一火管组合锅炉(管壳式锅炉)和管架式锅炉等类型。1

（1）带锅筒的水管锅炉带锅筒的水管锅炉的水循环方式有强制循环和自然循环两种方式。强制循环方式是将锅炉给水由下部并联地分别送人锅炉本体的水冷壁、对流管束等受热面，在各部分人口处，应装设阀门以调节各部分水量，使锅炉各部分的出口水温减小，以减小热水锅炉的热偏差，防止局部出现汽化。通过调节阀门分配水量的方法，运行中不易控制，热偏差容易增大，因此这种进水方式一般适宜于大流量、低温差和高水压的供热系统上。自然循环的方式是锅炉给水从上锅筒进入，自上而下地自然循环，受热后再从上锅筒引出。自然循环符合锅炉水对流循环的规律，在合理组织进入与出水流程，自然循环热水锅炉的水循环可靠，因此大型的热水锅炉多采用自然循环的进水方式。1

（2）水-火管组合式热水锅炉水-火管组合式热水锅炉，通常采用从双下侧下联箱分别进水的方式。同样也在各下联箱进水管上安装阀门以调节水量。由于这种锅炉的出力不大，由于锅筒内水流缓慢，容易出现冷热水分层现象，甚至会由于热应力作用而使管栅板漏水，所以锅炉的进、出口水温不宜大于50℃，这种锅炉适宜于供水温度不高(110—130℃以下)和热负荷不大的情况。1

（3）管架式锅炉强制循环管架(直流)式热水锅炉只由钢管和联箱构成受热面，所以机构紧凑、重量轻、节省材料。但它的水容量较小，水循环系统多是串联式布置。这种锅炉采用层燃方式时，由于火床面积大，炉膛的余热也大，突然停电而停泵时，由于漏风仍可供20%左右的热负荷，炉内水温会急剧上升，从而产生局部汽化和汽水撞击事故。1

强制循环管架(直流)式热水锅炉是大供热量的高温热水锅炉的发展方向之一，当采用煤粉室燃的方式时，其效率可达88%一91%，且金属耗量小，投资省。室燃方式在突然停电时，可立即切断燃料，炉内余热量很小，只要在设计中采取适当措施，可以避免汽化和汽水撞击事故。1

（4）热水锅炉热力系统图热水锅炉作为热电厂外的尖峰锅炉或大型区域热水锅炉时，其双管制热网的原则性热力系统见图1（1-热水锅炉；2-循环水泵；3-调节阀；4-旁通管；5-热网水泵；6-净水设备；7-补水泵；8-阀门）。热网水在热水锅炉中加热到供热所需的温度后，除了外供外，把其中一部分加热后的水用循环泵2打回锅炉人口的回水管路与回水混合。其目的是把锅炉的人口水温提高到烟气的露点温度之上，以防止低温腐蚀，同时也使流经锅炉的水温保持恒定，以防止水流量低而造成的加热管束水流不均，和由此引起的汽化和管壁局部过热。1

蒸汽蓄热器采用蓄热器或利用设备的蓄热能力是平衡短时尖峰负荷进行供热调节的方法之一。供热调节是在满足用户热负荷要求的前提下，努力降低能源消耗和减小投资的重要方式。蒸汽蓄热器可对变化的蒸汽负荷进行辅助调节，可保证尖峰时蒸汽供热系统和设备的稳定性和经济性。1

采用蓄热器或利用设备的蓄热能力是平衡短时尖峰负荷进行供热调节的方法之一。供热调节是在满足用户热负荷要求的前提下，努力降低能源消耗和减小投资的重要方式。水热网的供热系统主要采用质调节的方式。所谓质调节是指通过调节供水温度进行供热量调节，它可通过调整基本加热器的抽汽压力，投入尖峰加热器或热水锅炉的方式进行。除质调节外，还利用建筑物的蓄热能力、热水供应系统的贮水箱和热网供回水管路的蓄热能力，进行辅助性调节。蒸汽蓄热器可对变化的蒸汽负荷进行辅助调节，可保证尖峰时蒸汽供热系统和设备的稳定性和经济性。1

（1）蒸汽蓄热器的原理和结构蒸汽蓄热器是一个容积很大的水容器，它能在系统负荷减少时从锅炉吸收多余蒸汽，在系统负荷增加时送出蒸汽。目前采用的主要是变压蓄热器。其原理见图2（1-最高水位；2-最低水位；3-换流器；4-蒸汽分配管；5-充热蒸汽；6-输出蒸汽）。1

变压蓄热器是在供热系统中蒸汽消耗量减少时，把剩余蒸汽引入蓄热器水箱中，通过喷嘴与箱内的水混合，将蒸汽凝结时的汽化潜热释放于水中，使水的热焓上升到引入蒸汽压力 的相应的饱和水焓。此时水箱水位因蒸汽凝结而上升，水箱内压力相应升高，此为蓄热器充热过程。反之，当用户的蒸汽需要量增加时，管道和蓄热器内的压力下降，因水箱内水温高于降低压力后的相应饱和温度，所以一部分水蒸发成蒸汽送往热用户，从而增加了供汽量。水的蒸发，使水箱内压力降低，水的热焓降低，水位也降低，此为蓄热器的放热过程。蓄热器运行时，每一个压力都有其相应的水位和饱和压力，随着系统的升高和降低，蓄热器进行“充热”和“放热”过程，热源通过此设备较平稳地适应了热负荷地变化，起到了负荷调节的作用。蓄热器有卧式和立式两种，一般采用卧式，蓄热器面积大。当采用卧式布置时，因高度低，安装检修方便，但占地面积大。1

（2）蒸汽蓄热器的连接方式变压蓄热器在系统中连接方式如图3所示。图3中，a和b方案进入蓄热器和送人热用户的饱和蒸汽来自同一汽源。a来自锅炉房，b来自汽轮机可调整抽汽。当热用户的用汽量增大时，蒸汽管内汽压降低，蓄热器立即放出蒸汽以弥补汽源的不足；当用户的用汽量减少时，主汽管内的压力升高，并向蓄热器充热。充汽管和放汽管合二为一。c方案中由于采用过热蒸汽，所以必须将充汽管和放汽管分开。d和e方案中，蓄热器是从一个高压力的汽源充汽，向一个低压力的汽源放汽。d中蓄热器接在两个调整抽汽之间，e中蓄热器接在锅炉出口和汽轮机抽汽口之间。当低压抽汽消耗量增大时，由蓄热器供给额外的蒸汽以保证蒸汽管压力的稳定。f方案为蒸汽蓄热器连接在锅炉出口和背压机组的排汽管间。

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学