摘要：探讨热电厂供热系统峰荷热源的设计热负荷及基本设置方式，对热电厂供热系统峰荷热源在设计、建设、运行中存在的问题及对策进行了分析。

关键词：热电厂供热系统；  峰荷热源；  基本热负荷；  尖峰热负荷

Problems and Countermeasures on Peak Shaving Heating Source of Heat-supply System of Cogeneration Power Plant

Abstract: The design heating load and basic setting pattern of peak shaving heat source of heat-supply system of cogeneration power plant are discussed.The problems and countermeasure in design，construction and operation of peak shaving heat source of heat-supply system of cogeneration power plant are analyzed.

Key words: heat-supply system of cogeneration power plant；peak shaving heat source；basic heating load；peak heating load

峰荷热源是集中供热系统(特别是热电厂供热系统)中必不可少的重要部分，对供热系统运行的可靠性、经济性具有重要作用。但在峰荷热源的设计、建设和运行中，却存在若干问题，研究并解决这些问题，可以提高供热系统的供热质量和经济效益。

1 峰荷热源的设计热负荷

为提高热电厂热电机组的设备利用率及经济性，应根据基本热负荷及特性合理地选择热电机组的容量和类型，尖峰热负荷由峰荷热源承担，构成以热电联供为基础，热电联供与热电分供相结合的热量供应系统。在热负荷高峰期，热量大部分来自热电厂(基本热源)，不足部分由峰荷热源供给。对于以城市供热为主的集中供热系统，热电厂的最大供热能力占供热区域最大热负荷的份额(热化系数)宜为60%～70%，即峰荷热源的设计热负荷为最大热负荷的30%～40%。

热电厂与峰荷热源的热负荷曲线见图l。由图1可知，从供暖期开始至供暖期结束，基本热负荷曲线为ABCD，当进入严寒期，峰荷热源投入运行，尖峰热负荷曲线为BEC。采用图l的热负荷曲线运行，热电厂从供暖期开始至结束，承担的热负荷比较平稳。若尖峰热负荷由热电机组承担，由此导致的多余电力消纳将成为问题。

2峰荷热源的基本设置方式^[1-2]

①设置方式1

热电厂内设置尖峰锅炉房(系统流程见图2)。由图2可知，热水经过基本加热器加热后进入热网热负荷主干线。当供暖期处于初末寒期时，旁通阀开启，尖峰锅炉房不投入运行。当进入严寒期时，旁通阀关闭，尖峰锅炉房投入运行，基本加热器出水经尖峰锅炉房加热至设计温度，进入热网主干线。对于这种设置方式，峰荷热源的投资、运营方均为热电厂。

②设置方式2

热电厂内设置尖峰加热器(系统流程见图3)。由图3可知，当供暖期处于初末寒期时，阀门4开启，阀门5、6关闭，尖峰加热器不投入运行。当进入严寒期时，阀门4关闭，阀门5、6开启，尖峰加热器投入运行。虽然采用尖峰加热器作为峰荷热源的造价较低且易于实现，但尖峰加热器需较高参数的蒸汽，对发电量有一定影响。对于这种设置方式，峰荷热源的投资、运营方均为热电厂。

③设置方式3

热电厂外主干线设置尖峰锅炉房(系统流程见图4)。由图4可知，热水经过热电厂内基本加热器加热后进入热网主干线。当供暖期处于初末寒期时，旁通阀开启，尖峰锅炉房不投入运行。当进入严寒期时，旁通阀关闭，热电厂出水经尖峰锅炉房加热至设计温度。对于这种设置方式，峰荷热源的投资、运营方均为供热公司。

④设置方式4

热电厂外支干线设置尖峰锅炉房(系统流程见图5)。由图5可知，与设置在热电厂外主干线的峰荷热源不同之处为尖峰锅炉房设置在热网的支干线上，尖峰锅炉房负责某个分支的尖峰热负荷。尖峰锅炉房可以新建，也可以利用原有小区的供热锅炉房。对于这种设置方式，峰荷热源的投资、运营方均为供热公司。

3 存在问题

3.1设计、建设

①设计标准的缺失

目前，涉及峰荷热源设计的标准及相关条款见表1。针对小型火力发电厂，GB 50049-2011第13.1.4条、l3.1.5条、l3.1.6条，对热化系数、峰荷热源设置方式进行了有关规定，但对峰荷热源设置方式的规定不十分明确具体，使得设计人员在执行中的自行处理和可选择性余量过大。针对大中型火力发电厂，GB 50660-2011只在第12.8.2条规定：热网尖峰加热器应根据热负荷性质、输送距离、当地气候和热网系统等因素综合研究确定是否装设。并未考虑其他峰荷热源形式以及尖峰加热器所需抽汽对发电量的影响。CJJ 34-2012的6.0.2条、6.0.3条仅涉及了基本热源与峰荷热源的运行调节方式。

由以上分析可知，GB 50049-2011、GB 50660-2011侧重于热电厂的设计，而CJJ 34-2012则侧重于热网设计。目前缺少一项统筹考虑热电厂供热系统的设计标准，特别是针对峰荷热源的设计内容。

②设计建设单位的接口问题

热电厂供热系统由热源、热网、热用户组成，缺一不可，3个部分的技术参数应相互衔接，规模容量应匹配。但实际上，热电厂设计由电力系统的设计单位承担，热网设计由市政建设部门的设计单位承担，即热电厂供热系统由两个平行的设计单位分别设计，各设计单位仅对各自的设计范围负责，这易导致设计单位之间的接口存在问题。

热电厂由电力行业投资建设，热网由市政行业投资建设。对于峰荷热源投资、运营方均为供热公司的情况，若峰荷热源的投入资金难以落实，峰荷热源建设将滞后甚至难以上马，尖峰热负荷则由热电厂承担，由此导致的多余电力消纳将成为问题。

3.2 运行

峰荷热源的运行时间短，且为变负荷运行。当峰荷热源售热价格与基础热源售热价格相同时，若峰荷热源的投资、运营方均为热电厂，尚可平衡盈亏，反之运营方将亏损，影响运营的积极性。

4 对策

①设计、建设

建议编制单独的有关热电厂供热系统(包含峰荷热源)的设计标准(国家标准)，由电力行业、市政行业和有关院校共同编制。在热电厂供热系统初步设计后，组织电力设计单位、市政设计单位间的设计联络会，共同解决与峰荷热源有关的设计问题。建议修编《热电联供规划设计手册》，增写“峰荷热源”一章，并在热能动力与建筑环境工程专业的热电联供教材中，增写与峰荷热源有关的内容。

在热电联供项目规划中增写与峰荷热源有关的内容，审查热电联供项目规划时把峰荷热源作为重点审查内容。在核准热电联供项目时，把峰荷热源与基本热源的建设捆绑核准，以确保峰荷热源建设资金的落实，确保工期。

②运行

根据峰荷热源的运行时间及变负荷特性，制定合理的峰荷热源售热价格或热价补贴，促进运营方的积极性。组建城市热源管理公司，统一管理热源和热网，从内部平衡盈亏，目前国内已经有热电公司向下延伸业务，投资热网，管理热网。

参考文献：

[1] 刘志真.热电联产[M].北京：中国电力出版社，2006：106-118.

[2] 张开菊，刘伟亮，宋伟，等.热力网与供热[M].北京：中国电力出版社，2006：94-100.

本文作者：崔占忠 陈冠益 郭晓克 徐坤

作者单位：天津大学环境科学与工程学院中国电力工程顾问集团东北电力设计院