热电联产节能措施多热源联合供热技术
山西三水冷热能源投资有限公司
三水能源(北京)供热技术研究院
王魁吉
【摘要】本文阐述了热电联产系统实现“多热源联合供热”的节能措施，并詳细分析了在全国推广的必要性和可行性，总结了“多热源联合供热”从规划、调峰热源选址、施工图设计以及运行调节等方面应采取的特殊技术等内容。同时明确提出了：“多热源联合供热”不是一项复杂的技术，很容易实现，是一项在热电联产系统中应普通采用的节能措施。供同行参考指正。
【关键词】主热源、调峰热源、水力工况、水力平衡点、水的交汇点。
环状管网，自动优化水力工况。
多热源联合供热是在一个集中供热的系统中，同时存在多个热源共用一个管网的供热形式。这种供热形式在集中供热发展比较早的北欧已被普遍采用，而在我国 由于热电联产和集中供热事业起步较晚，只在部分城市的集中供热系统中得到了应用，而大部分城市还在规划阶段。但目前已有了比较成熟的运行经验，并取得了理想的供热效果和节能效果。它在合理利用能源、节约能源、提高热电联产系统和各种类型的城镇供热系统的供热质量、运行可靠性，提高调整的灵活性等多个方面都充分发挥了其独特的作用，正逐渐得到迅速地推广和普及。
多年来，通过在热电联产系统中实现“多热源联合供热”的实践，以及对实际操做和运行中涉及到的理论问题地深入地研究和探讨，对“多热源联合供热”的设计和运行调节等技术有了较全面的了解和系统的认识。现全面总结出来，供同行在今后推广和应用中参考。
一、热电联产实现“多热源联合供热”的必要性
几年来的实践证明，对于各种类型的集中供热系统，不论是热电联产系统，还是区域锅炉房供热系统，采用多热源联合供热技术的形式在许多方面都会取得满意的效果，是一项非常必要的节能措施和先进的供热形式。
1、它是热电联产的必要条件
中华人民共和国国家标准GB/T6423—1995《热电联产系统技术条件》中明确规定：“热电联产系统的热化系数应小于1。”也就是说，国家标准中明确规定了在热电联产的集中供热系统中，从经济与技术的角度考虑，整个供热系统的热负荷不能百分之百的由一个热电厂来承担，应该由热电厂和尖峰热源共同承担。同时还明确指出：“热化系数对热电厂的装机容量及其节能效益有重大影响，”“应通过技术论证确定热化系数的最佳值。”标准中还给出了热化系数的范围：“以常年热负荷为主的系统，热化系数一般为0.7—0.8;以季节热负荷为主的系统，热化系数一般为0.5—0.7。”
从以上的规定中可以看出，热电联产的集中供热系统必须是一个由热电厂和尖峰热源共同组成的多热源联合供热系统。而尖峰热源的大小应能承担该供热系统总热负荷的20%—50%，这是热电联产系统经济运行的必要条件。
2、是节能的必要之路
供热能耗在当今世界能源消耗中占有很大的比例，尤其是在冬季较寒冷的地区。因此，合理利用各种能源和节约能源是降低供热成本的至关重要的环节。必须从实用地品味的能源、提高燃料利用率和设备利用率、降低运行能耗等多方面同时入手，才能收到理想的效果。而在各种集中供热系统中，尤其是热电联产系统中采用“多热源联合供热”的形式，是实现以上这些目标的一个重要途径。例如，一个多热源联合供热系统出现以下几种情况时，就会产生明鲜的节能效果。
(1) 当各热源使用不同燃料时，可在低负荷时不启运燃料价格高的热源，可以有效的降低运行成本;
(2) 当各热源热效率不同时，首先投运热效率高的热源使之满负荷运转，充分发挥其作用。当不能满足用户热负荷需要时，再依次投运其它低效率热源，以达到节能目的;
(3) 当在一个供热区域内同时存在几个独立的单热源供热系统时，可把它们连成一个多热源系统。在供热负荷低时，只启运其中一个或两个热源，使之达到满负荷运转，以实现整体节能的目的。否则就会造成在供热低负荷时，各热源都在低效率下工作，从而造成大量的能源浪费。
另外，多热源系统联合运行时，可以缩小每个热源的供热半径，使其运行
电耗就相对降低，这些都是单热源系统无法实现的。从节能的角度看，今后必然要走多热源联合供热之路。
3、是提高供热系统运行可靠性的必要措施
供热系统在运行中常会发生各种各样的事故，而对于单热源的供热系统，一旦某个部位发生故障时，往往就会造成全系统的停运，结果给供热单位和热用户都带来很大的损失，但多热源系统就会使事故的影响大大缩小。多热源系统运行时，在某个热源或热源出口管网等要害部位发生故障时，可由其它热源维持事故期的供热。当热网某处发生故障时，也只是关闭这一段管网进行抢修，其它部分仍可正常供热。多热源联合供热使供热系统的可靠性得到了很大的提高。
4、为供热系统超规划发展提供了便利条件
目前，我国的城市建设正处在一个大发展的时期，各项市政建设的速度发展很快。这样，在城市建设的过程中，经常会出现按原有的市政规划建成的供热系统，无法满足城市发展的需要。也就是说一个供热系统在热源和热网都达到了满负荷运行的情况下，而且现有的热源已无法再扩建时，又需要在原有的供热区域内进一步扩大供热面积。在这种情况下，如果解决不好，就会影响全系统的供热质量。此时应用多热源供热技术，选择一个合适的地点、在原有的供热系统中再建一个新的调峰热源，并对现有管网进行少量必要的改造，从而形成一个多热源联合供热的形式，就会快速有效地解决问题，因此这项技术为供热系统超规划发展供热面积，提供了一条解决问题的方便途径。
二、多热源联合供热的技术可行性
多热源联合供热虽然有许多优势，但在技术上是否可行?能否达到预期效果以及怎样实现?这是在选择这一方案时首先要考虑的问题，十几年来经过一些供热单位的大胆实践和认真研究，已经证明了多热源联合供热在技术上是可行的，而且实施起来也并不复杂。
1、 可行性的关键是能否实现良好的水力工况
对于一种供热方式和供热系统在技术上是否可行，是指其能否保证所有的热用户在采暖期的任何时间里都能得到足够的热量，全系统都能达到满意的供热效果和合格的供热质量。这就要求该系统在热量的供给和分配上是合格的。对于多热源联合供热的系统，要保证足够的供热量是不成问题的，但要把这些热量合理地分配给每个热用户，其关键问题就是整个供热系统能否实现良好的水力工况和水力稳定性。
对于单热源系统，在运行时只要通过对热源的循环水量、供回水压力的集中调节，以及对各热力站或热用户的局部调节，就可获得良好的水力工况。但对于多热源联合供热系统，是否也可以通过以上方法获得良好的水力工况呢?理论分析和实践证明，调节的方法是相同的。
2、 水力工况的调节与单热源系统基本相同
我们以双热源联合供热为例进行分析：
如果两个热源分别设在管网的两端，当同时启运各自的循环水泵联合供热时，两个热源的水泵都是独立运行的工况，都是抽取热网的回水经加压后又送回管网中。此时会在管网的某个位置上自然形成一个(管网维枝装饰)或多个(管网为环状时)“水量平衡点”。在水力平衡点处，两侧的供水压力相等，但一侧为主热源的循环水，另一侧为调峰热源的循环水，“水力平衡点”就像管网中的活塞一样把两个热源的水“分开”了。这时，整个供热系统是被“水力平衡点”分成了两个独立运行的单热源系统。其各自水力工况的调节就同单热源的运行调节方法是一致的。
3、 水力工况的状态与单热源系统又有不同
实践证明，同单热源系统有所不同的是，这个(些)把两个热源分成独立的单热源供热系统的“水力平衡点”的位置不是固定的，而是经常变化的。当调节两个热源循环水泵的工况时，或热网中某处进行局部调节时，这个(些)水力平衡点就会象活塞一样变到一个新的位置上，从而使两个热源的供热范围的大小也发生了变化，而不象两个单热源系统那样供热范围的大小是固定不变的。
这种变化的规律是：当加大一个热源的循环水量而减少另一个热源的循环水量时，“水力平衡点”就会向另一个热源靠近，从而使循环水量增加的热源的供热范围加大，而另一个热源的供热范围则随之减小，反之亦然。
系统在运行调节时并不需要把水力平衡点的具体位置准确地找出来。因为它是在运行调节的过程中自然形成的，同时又是经常变动的。在运行过程中，运行调节人员只要大约知道它在热网的哪个区域内就可以了。因为清楚它的位置，有助于了解每个热源的供热范围。
“水力平衡点”除了具有两侧供水压力相等的特点之外，还有以下特点：
1)、当“水力平衡点”处在两个热力站之间时，它不是一个点，而是一个管段。在这个管段的任何位置上水的压力是一致的。两侧没有压差，水是相对不动的，但也不会结冻。因为水温是高的，而且水力平衡点又是经常变化的。 见图十三。
2)、当水力平衡点正好落在某个热力站与主管网的接口处时，它才是一个“点”。此时该热力站的循环水是由两个热源共同提供的，但供水量的比例不一定相同。见图十二。
3)、由于两个热源的供水温度有是不可能完全一致，因此在水力平衡点两侧热力站的供水温度就会有一定的差别。这样我们就可以用它确定出热网中水力平衡点的大约位置，从而进一步了解两个热源的供热范围。
对于热源超过两个的多热源系统，其水力工况也同双热源系统是一样的，只不过在多个热源同时运行时，热网中就会同时存在多个类似于单热源的供热区域，其运行调节的方法也同双热源系统一样。
三.多热源系统供热方式的选择
在一般情况下，每个单热源系统只有一种供热方式。而对于一个多热源联合供热的系统，如果不是新建的系统，就一定是由原有的多个单热源系统連接起来形成的。而原有的单热源系统的供热方式就有可能不同。那么组成多热源系统后是否仍可以是多种供热方式并存?是否应改造为同一种供热方式?这些都是我们应该解决的问题。我们必须对各种供热方式的优点进行认真的比较，才能做出正确的选择。
1. 各种供热方式的比较
(1) 直接式供热方式
这种供热方式因其结构简单，是一些小型供热系统常采用的方式。它是把系统的循环水直接由热源送到热用户散热设备中的一种供热方式。它的主要特点是：
A：热源、热网和热用户有一个统一的供热参数，其设备少，结构简单，对保温材料的耐温程度要求低。
B：系统供回水温度低、温差小、循环水量大，因此运行电耗大，作用半径受限。
C：热网管径大，造价高。
D：供水压力受用户散热设备耐压程度限制，不能任意提高;回水压力受系统最高点制约，不能任意降低，因此使用条件受限。当系统高差较大时，处理难度大，运行安全性降低。
E：运行时系统任何一个地方失水都会影响全系统的供热，甚至造成全系统无法运行，系统的稳定性和安全性低。
(2)间接式供热方式
这种供热方式克服了直接式供热系统的所有缺点，是目前普遍被采用的供热方式。它是在热源和热用户之间增加了换热站而组成的。这个换热站把热源的热介质和用户系统的热介质分开了，两种介质只进行热量交换。同时还把热网分成了两部分，热源到换热站是一级网，换热站到热用户是二级网。一级网是高温水，二级网是低温水。它的主要特点是：
A、 一级网水温高、供回水温差大，循环水量小，使运行电耗降低，作用半径加大。由于一网管径小，也降低了投资费用。
B、 一级网的供回水压力不受热用户采暖设备和系统最高点的制约，容易处理复杂地形对管网压力参数的影响。
C、 热用户或二级网的大量失水不会影响全系统的供热，因此系统的稳定性好，运行的安全性、可靠性高，水力工况易调节。
(3) 直接混水式供热方式
直接混水式系统是在热源和热用户之间增加了热力混水站而组成的。这个混水站把热网也分成了两部分：热源到混水站之间为一级网、一级网供水管运行的是高温水。混水站到热用户是二级网，二级网的供水管运行的是适合用户采暖系统需要的低温水。混水站是把由一级网送来的高温水和二级网回水的一部分经混合后变成二级网的供水送入热用户中。
直供混水方式是介于直供与间供系统中间的一种供热方式，它的主要特点是：
A、 因一级网也为大温差的循环水，因此管径比直供方式小，同间供方式一样，降低了管网的投资和一级网运行的电耗。
B、 由于混水站只有水泵，没有换热设备，因此建设投资比间供方式小。
C、 其特点同直供方式相同。如稳定性、安全性低，失水影响大，受散热器耐压程度的约束和地形高差的影响等。
D、 应根据热网的具体情况选择适当的混水方式。方法是：先画出一级网的水压图(图中要有地形和建筑物高度)，再根据每个混水站在水压图中的位置选择最佳的混水方式。每个混水站的二级网必须满足下列标准：二级网供水压力不超过0.4MPa;回水压力不低于楼房高度加0.03 MPa。
E、 采用此种方式时，对水泵的选型一定要严格，否则会造成电能的浪费及影响一网的水力工况。同时还要正确选择自力式恒流量调节阀的安装位置，使其能保证一网的供水量，又能消除一网供水或二网回水的剩余压头，使系统保持良好的水力工况。
2、多热源联合供热宜选择的供热方式
由于多热源联合供热时，供热量的调节和热网水力工况的调节比单热源系统难度大，因此供热方式宜选择运行调节简单的方式。实践和理论证明，有三种供热方式较好：
(1) 热网全部为间接供热方式
由于间接供热系统把热网分成了两部分彼此独立的系统，使诸多相互影响的因素可以分别处理、分别对待。因此使运行调节工作得到了简化，各热源之间只协调一网的工况即可，而热用户的水力工况则分别在换热站一下的二网解决。对于较大型的多热源联合供热系统和新建设系统，均应采用间接供热。
(2) 热网由间供和直供混水两种方式组成
对于由几个单热源系统重新组建的多热源系统，如果原来的系统即有间供方式又有直供混水方式的，也可把它们的一网连在一起，形成两种供热方式并存的系统。因为这两种方式的一网供热参数可达到完全一致，二网供热参数也可基本一致，全系统可以在两种方式共存下正常运行。但直供混水方式所占的比例应尽量少些，这样系统的安全性和稳定性就会更大。
(3) 热网全部为直供混水
3、多热源联合供热不宜选择的供热方式
由于直接式供热方存在着许多缺点，因此不适宜在大的供热系统中选用。尤其是在多热源联合供热的系统中更不宜选用，同时由于直供系统的供热参数与间供和直供混水系统参数不一致，因此它也不能同间供或直供混水系统同时存在。
对于由几个小型区域锅炉房连在一起形成的多热源系统，如果原系统全部为直供方式，也可采用全部直接供热的方式组成新系统。
四、多热源系统热源的分布形式
多热源供热系统是在同一个供热管网中的不同位置上，同时存在多个热源。其中最大的一个热源称为主热源，它可以是热电厂，也可以是大型供热锅炉房，另有几个小一些的热源称为调峰热源，也叫做峰荷热源。它一般为大、中、小型的供热锅炉房。
由于各热源在管网中所处的位置不同，从而形成了各种形式的多热源系统。各种组成形式在联合供热时的水利工况和运行调节方案有相同之处，也有各自不同的地方。综合起来，不外有以下几种分布形式：
1、 热源均在管网远端的形式：如图一、图二：
图一 图二
图一为环状管网，图二为枝状管网。
这种布置形式在主热源单独运行时，调峰多热源都是它最远的热用户。而它们同时联网运行时，整个系统又会自然形成了几个相对独立的供热系统。它们各自承担着与其距离较近的那部分区域的供热。这样在供热初期和末期，可充分发挥效率最高的主热源的作用。而在供热高峰期，各调峰热源又会就近发挥自己的供热能力。各热源会自然形成几个相对独立的供热区。
图三 图四 图五
从十几年来的运行实践中可看出，这种形式是多热源系统比较理想的组成形式。它联网运行时水利工况调整简单，各热源的循环水泵的扬程又最低，因此节电效果非常好!
2、多热源在管网的中心区的形式，如图三：
这种布置在多热源联合运行时，其水力工况没有第一种理想。如果调峰热源循环水泵的扬程偏低时，调峰热源的水将不能通交热源交汇点A(B)送入管网中，而使调峰热源可承担的供热区域局限在调峰热源到A(B)之间的范围内。 3、峰热源在主热源附近的形式，如图四、图五：
这种布置形式实际与单热源多台炉的形式是一致的。在联网运行时，主热源和调峰热源的循环水泵是常见的水泵并联方式，热网的总循环水量将小于各热源单独运行时的水量之和。使各水泵均不能充分发挥其应有的出力。当全网的循环水量与第一种、第二种布置方式相同时，水泵的总耗电量要大于前二种方式。
另外这种布置方式管网的首端管径要比前二种布置方式的管径都大，因为所有热源的循环水全由此分布到全网。
这种方式的水力工况与单热源一样。(见图二)
4、 几个单热源系统用管网连在一起的型式，如图六(图中的虚线连接各供热系统的新建管网)。
图六
这种方式可在联合运行时，先起运供热量较大、热效率较高的一个或几个热源负担全网的供热。在供热负荷增加后，再逐步启运其它的热源。因此它可充分发挥较大热源的供热能力，提高全系统的供热效率，杜绝了各热源单独运行时在供热初期都不能满负荷工作的浪费现象。
这种形式与第一种、第二种形式在布置上、运行工况上都基本一致，但它在改变原供热区的供热效果上，可发挥很大的作用。应该强调的是：怎样使原有供热系统连在一起，以及今后联网运行的各种运行方案等，都需要认真的推敲和研究，找出最佳的方案。同时要做认真的水力计算，以确定新接管道的管径、原有系统的管网相应的改造方案，各热源循环水泵的重新选型等。使其适应各热源联合供热时的运行状态。
五、热源应采取的技术措施
多热源系统中热源的功能与单热源系统中的功能不完全一样，它既有供热的功能，同时在作为备用热源时又是一个热用户，需要管网向它供热。因此在热源内部管路设计上必须采取相应的技术措施。同时对热源的循环水泵、补水定压装置等方面也必须按多热源联合供热的各种工况来决定。
1、热源内部管路应采取的技术措施
(!)主热源和调峰热源都必须在循环水泵设一旁通管I，此管的作用
图七
是当热源作为备用热源时，打开此阀门，使该热源作为一个热用户，以满足热源的采暖，这时热网的水由供水干管进入调峰热源，散热后再由回水干管入热网(见图七)。当该热源启运时，关闭旁通管的阀门，开启热源的循环水泵，这时水流方向相反。此时热网的水由总回水管进入热源，经锅炉加热后，再经供水干管送入热网。
(2)主热源和调峰热源都在热源的总供回水干管间设一旁通管II(见图一)，用以调节该热源向热网提供的循环水量、供水温度、供水压力，以保证多热源联网运行的需要。
2、热源循环水泵的选型与安装技术措施
各热源由于在多热源联网运行中所起的作用不同，在运行调节的各种工况下所需要的流量和压力也不同。因此在循环水泵的选型上也各不相同。但总的原则和所遵循的规律是：
(1) 循环水泵的流量，应根据每个热源发挥最大供热能力时，而供回水温差又最小的情况下来确定。
主热源的循环水泵应能满足供热初期和末期全系统对循环水量的要求，而各调峰热源的循环水泵除了能满足调峰热源的全部启运时的循环水量之外，还应满足在主热源事故状态时热网所需要的最低循环水量的要求。
(2)循环水泵的扬程应按该热源循环水量最大时，能达到最远供热半径时的水力计算结果来确定。
(3)常运行的循环水泵最好是变速泵。而备用泵可为恒速泵。
(4)每个热源也可选用几台不同型号的恒速泵来满足各种工况下系统的要求。每种工况下只开启其中一台泵。以往那种在一个热源选用多台同型号水泵并联运行，以满足各种工况的设计方法是不可取的，是最不经济的方法，必须改变。
(5)为了节约电能和降低造价，应改变在循环水泵出口处安装止回阀的做法。因为供热系统和给排水系统是不同的，它是闭合环路，当循环水泵停止工作时，水泵前后的压强相等，水不会倒流，在一个热源有多台循环水泵时，只需把不运行的水泵进、出口阀门关闭即可。
3、水定压的方式与水处理设备
多热源系统运行时，只需在主热源为全系统补水定压，而各调峰热源只需设置备用补水设备即可。它们只是在系统启运前的充水期间和热网大量失水、主热源补水量无法满足全网需求时才使用。因此，只在主热源设水处理设备即可。
六、热网设计的技术措施
多多热源系统的管网与单热源系统有很大的差别。它不完全遵循由大管径到小管径的变化规律。在实际设计时可参照以下方法进行：
1、 根据热源的分布形式确定主管网的组成。
如系统是双热源且热源分别在系统的两端，主管网采用支状管网或环状管网均可。如系统是多热源，主管网最好是采用环状管网的布置形式。环状管网的优点简单说有如下几点：
(1) 环状管网可自动优化水力工况，平衡供热效果，使最不利点得到改善。其原理如下：
在图五中如果关闭E点的供回水阀门，就会使E处的左侧和右侧管网变成枝状管网。如果E处的右侧热用户或管道阻力大，就会在E处阀门两侧形成两个不同的供回水压强，使E点右侧的R11热力站资用压头小于左侧R12的资用压头，并有可能使R11的资用小于最低要求值。此时即使把R11的调节阀全部打开，也无法满足供热要求，从而发生水力失调。(见图八)
如果此时打开E点的供回水阀门，使两个枝状管网变成环状管网。在E点两侧压强的作用下，管网中的水会自动达到新的平衡，使水压图变成图九中的实践状态(图中的虚线为打开阀门时的情况，图中A点为此时环网的水力平衡点)。这时R11的资用压头升高，自动优化了水力工况，使供热效果得到改善。大大提高了整个系统的供热均衡率，即节约了能源，又提高了供热质量。
(2)环状管网提高了热网运行的安全性
当某处管网发生事故时，可关闭此处两端就近的阀门进行抢修，而其余部分可继续供热，大大减少了事故的影响。
(3)环状管网给热网的逐年扩大和热用户与管网的连接提供了许多方便条件。
由于水分流的环路多，各支管中水的流速比枝状管网相对减小，同时还因加大了热力站的资用压头，从而较哈地提高了全网的水力稳定性，使系统的供热质量得到提高。
图八
图九
2、各热源的进、出口管径
各热源的进出口管径应根据各热源已确定循环水泵的流量来决定。为提高管网的水力稳定性，进出口管道的比摩阻应小一些，一般在40Pa/m以下。
3、热源之间的主干线
主热源和调峰热源之间应有一条大管径作为主干线，把各热源连在一起，用以加强各热源互为备用，互相支援时有较好的水力工况。(如图一中的黑线)
4、支线管径与管网总平面图
根据所负担的热负荷的大小来初步确定各支线的管径，并画出多热源系统的管网图。
5、水力计算和水压图
按几种不同的运行工况队主干线和最不利环路进行水力计算，并画出相应的水压图，经认真比较后，最后再主干线和各支线的管径。其主要运行工况有：
(1)调峰热源不运行，全系统均由主热源供热时;
(2)主热源和调峰热源全部运行时;
(3)主热源发生事故，全系统由调峰热源在事故状态下供热时
七、热源启运规律与调度
多热源系统的各热源何时启运，是由系统热负荷的变化决定的。一般的规律是：
1、 采暖初期和末期
在采暖期的初期和末期，系统负荷小，这时只启运热效率较高的主热源。
2、采暖尖峰期
随着室外温度的下降，热负荷增加到主热源已无法满足系统要求时，再逐个启运调峰热源。
3、主热源事故期
在主热源发生事故无法供热时，为尽量缩小事故影响，应全部启运各调峰热源，同时尽量加大调峰热源的循环水量和锅炉燃烧强度，维持全网事故状态下的运行。
4、热源的调度
热源的具体启运时间和提供的供热量的大小，都应由生产调度部门统一调度，各热源不能自己决定。如果其中某个热源是独自经营的企业，则可在这个热源的出口设计量装置，按其供热量的多少结算。生产调度部门在每个采暖期前，应该根据本采暖期的热负荷，制定出随室温变化的供热调节表。在供热期间依此指挥系统的运行调节。
八、多热源联合供热的运行调节
多热源系统的运行调节，需要根据系统的组成形式，各热源的供热能力、热网的状况和多热源联合运行时水力工况的特点等因素，运用供热的基本理论进行综合分析，抓住主要矛盾，然后制定出合理的运行方案和简单易行的调节方法。
1、 运行调节的内容和手段
(1)运行调节的内容是由供热量的调节和水力工况的调节两部分组成的，其中：
供热量的调节包括： 启运热源数
锅炉运行台数和燃烧温度
热源加热器运行台数
热源总循环水量
水力工况的调节包括：
热网总循环水量
热网总供水压力
热网回水压力
热用户或热力站流量分配
(2)实现运行调节的手段也是由集中调节和局部调节两部分组成的，其中：集中调节是在热源进行的，完成调节内容的前七项。局部调节是在热用户和热力站进行的，只完成最后一项调节内容，即流量的合理分配。
在这里必须着重明确的是：多热源系统的“运行调节”也是由“集中调节”和“局部调节”两部分组成的。其中“集中调节”是在热源进行的，也是对热源进行调节，使其满足：
系统对供热量的要求，使系统有合格的供水温度;
(1)系统对循环水量和供、回水压力的要求，使系统有合格的回水温度
回水压力以及热网最不利点的压头。
“局部调节”是在热力站或热用户进行的，也就是对热力站和热用户进行流量分配的调节。使其达到设计流量。其标志是二级网和热用户有合格的供、回水温度。
由“集中调节”中完成的流量和压力的调节，再与“局部调节”的流量分配相结合，才完成了全网水力工况的调节，使全系统处在水力平衡的状态下运行。
有了由集中调节中提供的合格供热量和二中调节共同完成的合格的水力工况，全系统才完成了合格的“运行调节”，再配合对热用户用热的管理，才会使热用户室温全部达到供热标准。
2、 集中调节方案的制定
由多热源启运的规律可知，各热源是随着室外温度的下降而逐个投入运行的。因此对集中调节的形式，经理论分析和实践证明采用“分阶段改变流量的质调节”方案，它更适合多热源的逐个投运和供热量的不断变化。为了实现这个调节方案，在采暖期之前要制定出本采暖期的运行调节表。
这个运行调节表的制定，简单叙述如下：
(1) 确定系统在各种温度下的总热负荷。
(2) 计算出热源在这些负荷下应输出的热量。
(3) 根据热源能承担的供热量，以室外温度为分界把供热期分为若干个阶段，从而制定出
各热源启运的顺序。
(4) 根据各热源循环水泵的流量确定出各阶段热网的总循环水量。
(5) 根据各室外温度下的输出热负荷、总循环水量和设计供回水温度，计算出各室
外温度下热网的供回水温度。
由以上数据组成本采暖期的供热调节表，供生产调度人员即可按此表指挥多热源供热系统的运行调节。
3、 集中调节方案的实施
供热系统的生产调度人员根据供热调节表和室外气温的实际情况，对全系统进行集中调节。
(1) 当室外温度处在主热源单独工作的阶段时，调节主热源的供热量与表中所需热量相等;调节循环水泵的开度和热源旁通管II，使进入热网的总热量与表中一致，同时供回水温度与表中一致。此时再配合各热力站的局部调节，使全系统达到供热标准。
当室外温度处在多热源联合工作的阶段时，首先使主热源的供热量达到其最大值，不足的热量由调峰热源负担。这时，调节调峰热源启运的锅炉台数和燃烧强度，以保证供热量，调节循环水泵和旁通管II，以保证循环水量，使调峰热源的供回水温度与主热源一致，而且与供热调节表一致。此时再根据这一阶段系统总循环水量，对各热力站重新进行局部调节，使系统达到新的水力平衡。
这里最主要、最关键的调节思想是：采取一切手段是个热源的供回水温度达到一致。
4、 水力工况与水压图
充分认识多热源联网时的水力工况对系统运行的集中调节是必不可少的。热源的分布形式不同，管网的形式不同，联网运行后的水力工况也不同。
1、 热源是图五的布置形式，则管网的水力工况于单热源的水力工况一样，只是二个热源的水泵是并联关系。其水压图如下：
图十
2、 热源是图三的布置形式时，在二个热源在热网中的交汇处供回水压力相等。交汇处之前分别为二个各自的水压图，交汇点后为共同的水压图十一
如果调峰热源的水泵流量扬程更大些，二个热源循环水的交汇点将超过A点交汇在管网的C点，见图十二。
图十一 图十二
3、 热源是图六和图十的布置形式时，如是直状管网，则会在热源之间的某处形成一个水的交汇点或称水力平衡点。如是环状管网，就会在热源之间的某些地方形成多个水的交汇点或称水力平衡点。这些水力平衡点有如下特点：
(1) 此处管网二侧的压力相等，且把两侧热源的水分开。其中一侧为主热源的水;一侧为调峰热源的水。
(2) 如水的交汇点正好落在管网的某个分支点处，其水压图如图十三所示。而二个热源的水会共同进入这个分支点，只是水量可能不同。
图十三
(3) 如水的交汇点落在二个分支点之间，则在二个分支点之间会形成一段压力平衡段。此处水暂时不流动。如图十四所示：
图十四
(4) 在热网运行中水的交汇点不是固定不动的，它像活塞医院随着热网的运行条件和运行中的水力波动而经常变化位置。其变化规律是：当加大某个热源的循环水量时，这个水的交汇点就会向热源流量减少或流量没变的方向移动，又重新形成一个或几个新的水力平衡点。
(5) 整个供热系统被这些水力平衡点分成了几个相对独立的供热区。启运几个热源，就有几个这样的供热区。这些供热区的大小随着各热源流量的变化而变化。一个热源的流量加大，它所负担的供热区就会加大，如果此时这个热源的供热量不变，则它的供回水温度就会减低，反之亦然。整个供热系统就是用这种方法使各热源的供、回水温度趋向一致的。
5、 局部调节的方案与实施
局部调节是系统运行调节中最重要的一个环节，如果调节不好，就会造成系统的水力失调和热力失调，就会严重的影响系统的供热质量，必须给以充分的重视。
局部调节的方法很多，一般分为手动调节、自动调节和半自动调节三大类型。
(1) 手动调节：一般用具有调节功能的调节阀和平衡阀来完成。但这种调节方式由于管网中水量、水压和热用户是经常发生变化的。因此，即使经常调，反复调也很难达到满意的效果。如果用不具备调节功能的孔板，闸板阀或截止阀等代替调节阀，其效果就会很差。因为这些阀门只具有关断功能。
(2) 自动调节：它有很多方式，其调节效果较好。但由于其投资大，设备多，对各种元器件的质量、精度和寿命都要求较高，一般中小型的供热部门不容易实现。
(3) 半自动条件：就是由最近几年发展起来的自力式流量控制阀来完成。但只需要安装在热力站或热用户的入口处，按热力站或热用户所需要的流量设定手柄的位置，只要热网在此处的资用压头达到它的工作要求，它就会自动控制此处的流量保持不变，并会自动消除剩余压头，不受外网变化的影响。对于系统采用“分阶段改变流量的质调节”方式时，应在全网流量改变时，再全部重新设定一次新的流量。在一个采暖期只需要调节几次就行了。
目前这种调节方式是设备投资最少，运行调节效果最理想的方式。但在一个系统中不能既有自力式流量控制阀，又有其他形式的阀门共同工作，这样管网还要处于经常调节的状态。
如果采用可带电动执行器的自力式流量控制阀，只要在中心调度室安装一套指挥系统，就可远距离操纵阀门的开度，从而实现集中的非手动的局部调节。使系统的运行调节又向前跨进了一大步。
山西三水冷热能源投资有限公司
三水能源(北京)供热技术研究院
王魁吉
【摘要】本文阐述了热电联产系统实现“多热源联合供热”的节能措施，并詳细分析了在全国推广的必要性和可行性，总结了“多热源联合供热”从规划、调峰热源选址、施工图设计以及运行调节等方面应采取的特殊技术等内容。同时明确提出了：“多热源联合供热”不是一项复杂的技术，很容易实现，是一项在热电联产系统中应普通采用的节能措施。供同行参考指正。
【关键词】主热源、调峰热源、水力工况、水力平衡点、水的交汇点。
环状管网，自动优化水力工况。
多热源联合供热是在一个集中供热的系统中，同时存在多个热源共用一个管网的供热形式。这种供热形式在集中供热发展比较早的北欧已被普遍采用，而在我国 由于热电联产和集中供热事业起步较晚，只在部分城市的集中供热系统中得到了应用，而大部分城市还在规划阶段。但目前已有了比较成熟的运行经验，并取得了理想的供热效果和节能效果。它在合理利用能源、节约能源、提高热电联产系统和各种类型的城镇供热系统的供热质量、运行可靠性，提高调整的灵活性等多个方面都充分发挥了其独特的作用，正逐渐得到迅速地推广和普及。
多年来，通过在热电联产系统中实现“多热源联合供热”的实践，以及对实际操做和运行中涉及到的理论问题地深入地研究和探讨，对“多热源联合供热”的设计和运行调节等技术有了较全面的了解和系统的认识。现全面总结出来，供同行在今后推广和应用中参考。
一、热电联产实现“多热源联合供热”的必要性
几年来的实践证明，对于各种类型的集中供热系统，不论是热电联产系统，还是区域锅炉房供热系统，采用多热源联合供热技术的形式在许多方面都会取得满意的效果，是一项非常必要的节能措施和先进的供热形式。
1、它是热电联产的必要条件
中华人民共和国国家标准GB/T6423—1995《热电联产系统技术条件》中明确规定：“热电联产系统的热化系数应小于1。”也就是说，国家标准中明确规定了在热电联产的集中供热系统中，从经济与技术的角度考虑，整个供热系统的热负荷不能百分之百的由一个热电厂来承担，应该由热电厂和尖峰热源共同承担。同时还明确指出：“热化系数对热电厂的装机容量及其节能效益有重大影响，”“应通过技术论证确定热化系数的最佳值。”标准中还给出了热化系数的范围：“以常年热负荷为主的系统，热化系数一般为0.7—0.8;以季节热负荷为主的系统，热化系数一般为0.5—0.7。”
从以上的规定中可以看出，热电联产的集中供热系统必须是一个由热电厂和尖峰热源共同组成的多热源联合供热系统。而尖峰热源的大小应能承担该供热系统总热负荷的20%—50%，这是热电联产系统经济运行的必要条件。
2、是节能的必要之路
供热能耗在当今世界能源消耗中占有很大的比例，尤其是在冬季较寒冷的地区。因此，合理利用各种能源和节约能源是降低供热成本的至关重要的环节。必须从实用地品味的能源、提高燃料利用率和设备利用率、降低运行能耗等多方面同时入手，才能收到理想的效果。而在各种集中供热系统中，尤其是热电联产系统中采用“多热源联合供热”的形式，是实现以上这些目标的一个重要途径。例如，一个多热源联合供热系统出现以下几种情况时，就会产生明鲜的节能效果。
(1) 当各热源使用不同燃料时，可在低负荷时不启运燃料价格高的热源，可以有效的降低运行成本;
(2) 当各热源热效率不同时，首先投运热效率高的热源使之满负荷运转，充分发挥其作用。当不能满足用户热负荷需要时，再依次投运其它低效率热源，以达到节能目的;
(3) 当在一个供热区域内同时存在几个独立的单热源供热系统时，可把它们连成一个多热源系统。在供热负荷低时，只启运其中一个或两个热源，使之达到满负荷运转，以实现整体节能的目的。否则就会造成在供热低负荷时，各热源都在低效率下工作，从而造成大量的能源浪费。
另外，多热源系统联合运行时，可以缩小每个热源的供热半径，使其运行
电耗就相对降低，这些都是单热源系统无法实现的。从节能的角度看，今后必然要走多热源联合供热之路。
3、是提高供热系统运行可靠性的必要措施
供热系统在运行中常会发生各种各样的事故，而对于单热源的供热系统，一旦某个部位发生故障时，往往就会造成全系统的停运，结果给供热单位和热用户都带来很大的损失，但多热源系统就会使事故的影响大大缩小。多热源系统运行时，在某个热源或热源出口管网等要害部位发生故障时，可由其它热源维持事故期的供热。当热网某处发生故障时，也只是关闭这一段管网进行抢修，其它部分仍可正常供热。多热源联合供热使供热系统的可靠性得到了很大的提高。
4、为供热系统超规划发展提供了便利条件
目前，我国的城市建设正处在一个大发展的时期，各项市政建设的速度发展很快。这样，在城市建设的过程中，经常会出现按原有的市政规划建成的供热系统，无法满足城市发展的需要。也就是说一个供热系统在热源和热网都达到了满负荷运行的情况下，而且现有的热源已无法再扩建时，又需要在原有的供热区域内进一步扩大供热面积。在这种情况下，如果解决不好，就会影响全系统的供热质量。此时应用多热源供热技术，选择一个合适的地点、在原有的供热系统中再建一个新的调峰热源，并对现有管网进行少量必要的改造，从而形成一个多热源联合供热的形式，就会快速有效地解决问题，因此这项技术为供热系统超规划发展供热面积，提供了一条解决问题的方便途径。
二、多热源联合供热的技术可行性
多热源联合供热虽然有许多优势，但在技术上是否可行?能否达到预期效果以及怎样实现?这是在选择这一方案时首先要考虑的问题，十几年来经过一些供热单位的大胆实践和认真研究，已经证明了多热源联合供热在技术上是可行的，而且实施起来也并不复杂。
1、 可行性的关键是能否实现良好的水力工况
对于一种供热方式和供热系统在技术上是否可行，是指其能否保证所有的热用户在采暖期的任何时间里都能得到足够的热量，全系统都能达到满意的供热效果和合格的供热质量。这就要求该系统在热量的供给和分配上是合格的。对于多热源联合供热的系统，要保证足够的供热量是不成问题的，但要把这些热量合理地分配给每个热用户，其关键问题就是整个供热系统能否实现良好的水力工况和水力稳定性。
对于单热源系统，在运行时只要通过对热源的循环水量、供回水压力的集中调节，以及对各热力站或热用户的局部调节，就可获得良好的水力工况。但对于多热源联合供热系统，是否也可以通过以上方法获得良好的水力工况呢?理论分析和实践证明，调节的方法是相同的。
2、 水力工况的调节与单热源系统基本相同
我们以双热源联合供热为例进行分析：
如果两个热源分别设在管网的两端，当同时启运各自的循环水泵联合供热时，两个热源的水泵都是独立运行的工况，都是抽取热网的回水经加压后又送回管网中。此时会在管网的某个位置上自然形成一个(管网维枝装饰)或多个(管网为环状时)“水量平衡点”。在水力平衡点处，两侧的供水压力相等，但一侧为主热源的循环水，另一侧为调峰热源的循环水，“水力平衡点”就像管网中的活塞一样把两个热源的水“分开”了。这时，整个供热系统是被“水力平衡点”分成了两个独立运行的单热源系统。其各自水力工况的调节就同单热源的运行调节方法是一致的。
3、 水力工况的状态与单热源系统又有不同
实践证明，同单热源系统有所不同的是，这个(些)把两个热源分成独立的单热源供热系统的“水力平衡点”的位置不是固定的，而是经常变化的。当调节两个热源循环水泵的工况时，或热网中某处进行局部调节时，这个(些)水力平衡点就会象活塞一样变到一个新的位置上，从而使两个热源的供热范围的大小也发生了变化，而不象两个单热源系统那样供热范围的大小是固定不变的。
这种变化的规律是：当加大一个热源的循环水量而减少另一个热源的循环水量时，“水力平衡点”就会向另一个热源靠近，从而使循环水量增加的热源的供热范围加大，而另一个热源的供热范围则随之减小，反之亦然。
系统在运行调节时并不需要把水力平衡点的具体位置准确地找出来。因为它是在运行调节的过程中自然形成的，同时又是经常变动的。在运行过程中，运行调节人员只要大约知道它在热网的哪个区域内就可以了。因为清楚它的位置，有助于了解每个热源的供热范围。
“水力平衡点”除了具有两侧供水压力相等的特点之外，还有以下特点：
1)、当“水力平衡点”处在两个热力站之间时，它不是一个点，而是一个管段。在这个管段的任何位置上水的压力是一致的。两侧没有压差，水是相对不动的，但也不会结冻。因为水温是高的，而且水力平衡点又是经常变化的。 见图十三。
2)、当水力平衡点正好落在某个热力站与主管网的接口处时，它才是一个“点”。此时该热力站的循环水是由两个热源共同提供的，但供水量的比例不一定相同。见图十二。
3)、由于两个热源的供水温度有是不可能完全一致，因此在水力平衡点两侧热力站的供水温度就会有一定的差别。这样我们就可以用它确定出热网中水力平衡点的大约位置，从而进一步了解两个热源的供热范围。
对于热源超过两个的多热源系统，其水力工况也同双热源系统是一样的，只不过在多个热源同时运行时，热网中就会同时存在多个类似于单热源的供热区域，其运行调节的方法也同双热源系统一样。
三.多热源系统供热方式的选择
在一般情况下，每个单热源系统只有一种供热方式。而对于一个多热源联合供热的系统，如果不是新建的系统，就一定是由原有的多个单热源系统連接起来形成的。而原有的单热源系统的供热方式就有可能不同。那么组成多热源系统后是否仍可以是多种供热方式并存?是否应改造为同一种供热方式?这些都是我们应该解决的问题。我们必须对各种供热方式的优点进行认真的比较，才能做出正确的选择。
1. 各种供热方式的比较
(1) 直接式供热方式
这种供热方式因其结构简单，是一些小型供热系统常采用的方式。它是把系统的循环水直接由热源送到热用户散热设备中的一种供热方式。它的主要特点是：
A：热源、热网和热用户有一个统一的供热参数，其设备少，结构简单，对保温材料的耐温程度要求低。
B：系统供回水温度低、温差小、循环水量大，因此运行电耗大，作用半径受限。
C：热网管径大，造价高。
D：供水压力受用户散热设备耐压程度限制，不能任意提高;回水压力受系统最高点制约，不能任意降低，因此使用条件受限。当系统高差较大时，处理难度大，运行安全性降低。
E：运行时系统任何一个地方失水都会影响全系统的供热，甚至造成全系统无法运行，系统的稳定性和安全性低。
(2)间接式供热方式
这种供热方式克服了直接式供热系统的所有缺点，是目前普遍被采用的供热方式。它是在热源和热用户之间增加了换热站而组成的。这个换热站把热源的热介质和用户系统的热介质分开了，两种介质只进行热量交换。同时还把热网分成了两部分，热源到换热站是一级网，换热站到热用户是二级网。一级网是高温水，二级网是低温水。它的主要特点是：
A、 一级网水温高、供回水温差大，循环水量小，使运行电耗降低，作用半径加大。由于一网管径小，也降低了投资费用。
B、 一级网的供回水压力不受热用户采暖设备和系统最高点的制约，容易处理复杂地形对管网压力参数的影响。
C、 热用户或二级网的大量失水不会影响全系统的供热，因此系统的稳定性好，运行的安全性、可靠性高，水力工况易调节。
(3) 直接混水式供热方式
直接混水式系统是在热源和热用户之间增加了热力混水站而组成的。这个混水站把热网也分成了两部分：热源到混水站之间为一级网、一级网供水管运行的是高温水。混水站到热用户是二级网，二级网的供水管运行的是适合用户采暖系统需要的低温水。混水站是把由一级网送来的高温水和二级网回水的一部分经混合后变成二级网的供水送入热用户中。
直供混水方式是介于直供与间供系统中间的一种供热方式，它的主要特点是：
A、 因一级网也为大温差的循环水，因此管径比直供方式小，同间供方式一样，降低了管网的投资和一级网运行的电耗。
B、 由于混水站只有水泵，没有换热设备，因此建设投资比间供方式小。
C、 其特点同直供方式相同。如稳定性、安全性低，失水影响大，受散热器耐压程度的约束和地形高差的影响等。
D、 应根据热网的具体情况选择适当的混水方式。方法是：先画出一级网的水压图(图中要有地形和建筑物高度)，再根据每个混水站在水压图中的位置选择最佳的混水方式。每个混水站的二级网必须满足下列标准：二级网供水压力不超过0.4MPa;回水压力不低于楼房高度加0.03 MPa。
E、 采用此种方式时，对水泵的选型一定要严格，否则会造成电能的浪费及影响一网的水力工况。同时还要正确选择自力式恒流量调节阀的安装位置，使其能保证一网的供水量，又能消除一网供水或二网回水的剩余压头，使系统保持良好的水力工况。
2、多热源联合供热宜选择的供热方式
由于多热源联合供热时，供热量的调节和热网水力工况的调节比单热源系统难度大，因此供热方式宜选择运行调节简单的方式。实践和理论证明，有三种供热方式较好：
(1) 热网全部为间接供热方式
由于间接供热系统把热网分成了两部分彼此独立的系统，使诸多相互影响的因素可以分别处理、分别对待。因此使运行调节工作得到了简化，各热源之间只协调一网的工况即可，而热用户的水力工况则分别在换热站一下的二网解决。对于较大型的多热源联合供热系统和新建设系统，均应采用间接供热。
(2) 热网由间供和直供混水两种方式组成
对于由几个单热源系统重新组建的多热源系统，如果原来的系统即有间供方式又有直供混水方式的，也可把它们的一网连在一起，形成两种供热方式并存的系统。因为这两种方式的一网供热参数可达到完全一致，二网供热参数也可基本一致，全系统可以在两种方式共存下正常运行。但直供混水方式所占的比例应尽量少些，这样系统的安全性和稳定性就会更大。
(3) 热网全部为直供混水
3、多热源联合供热不宜选择的供热方式
由于直接式供热方存在着许多缺点，因此不适宜在大的供热系统中选用。尤其是在多热源联合供热的系统中更不宜选用，同时由于直供系统的供热参数与间供和直供混水系统参数不一致，因此它也不能同间供或直供混水系统同时存在。
对于由几个小型区域锅炉房连在一起形成的多热源系统，如果原系统全部为直供方式，也可采用全部直接供热的方式组成新系统。
四、多热源系统热源的分布形式
多热源供热系统是在同一个供热管网中的不同位置上，同时存在多个热源。其中最大的一个热源称为主热源，它可以是热电厂，也可以是大型供热锅炉房，另有几个小一些的热源称为调峰热源，也叫做峰荷热源。它一般为大、中、小型的供热锅炉房。
由于各热源在管网中所处的位置不同，从而形成了各种形式的多热源系统。各种组成形式在联合供热时的水利工况和运行调节方案有相同之处，也有各自不同的地方。综合起来，不外有以下几种分布形式：
1、 热源均在管网远端的形式：如图一、图二：
图一 图二
图一为环状管网，图二为枝状管网。
这种布置形式在主热源单独运行时，调峰多热源都是它最远的热用户。而它们同时联网运行时，整个系统又会自然形成了几个相对独立的供热系统。它们各自承担着与其距离较近的那部分区域的供热。这样在供热初期和末期，可充分发挥效率最高的主热源的作用。而在供热高峰期，各调峰热源又会就近发挥自己的供热能力。各热源会自然形成几个相对独立的供热区。
图三 图四 图五
从十几年来的运行实践中可看出，这种形式是多热源系统比较理想的组成形式。它联网运行时水利工况调整简单，各热源的循环水泵的扬程又最低，因此节电效果非常好!
2、多热源在管网的中心区的形式，如图三：
这种布置在多热源联合运行时，其水力工况没有第一种理想。如果调峰热源循环水泵的扬程偏低时，调峰热源的水将不能通交热源交汇点A(B)送入管网中，而使调峰热源可承担的供热区域局限在调峰热源到A(B)之间的范围内。 3、峰热源在主热源附近的形式，如图四、图五：
这种布置形式实际与单热源多台炉的形式是一致的。在联网运行时，主热源和调峰热源的循环水泵是常见的水泵并联方式，热网的总循环水量将小于各热源单独运行时的水量之和。使各水泵均不能充分发挥其应有的出力。当全网的循环水量与第一种、第二种布置方式相同时，水泵的总耗电量要大于前二种方式。
另外这种布置方式管网的首端管径要比前二种布置方式的管径都大，因为所有热源的循环水全由此分布到全网。
这种方式的水力工况与单热源一样。(见图二)
4、 几个单热源系统用管网连在一起的型式，如图六(图中的虚线连接各供热系统的新建管网)。
图六
这种方式可在联合运行时，先起运供热量较大、热效率较高的一个或几个热源负担全网的供热。在供热负荷增加后，再逐步启运其它的热源。因此它可充分发挥较大热源的供热能力，提高全系统的供热效率，杜绝了各热源单独运行时在供热初期都不能满负荷工作的浪费现象。
这种形式与第一种、第二种形式在布置上、运行工况上都基本一致，但它在改变原供热区的供热效果上，可发挥很大的作用。应该强调的是：怎样使原有供热系统连在一起，以及今后联网运行的各种运行方案等，都需要认真的推敲和研究，找出最佳的方案。同时要做认真的水力计算，以确定新接管道的管径、原有系统的管网相应的改造方案，各热源循环水泵的重新选型等。使其适应各热源联合供热时的运行状态。
五、热源应采取的技术措施
多热源系统中热源的功能与单热源系统中的功能不完全一样，它既有供热的功能，同时在作为备用热源时又是一个热用户，需要管网向它供热。因此在热源内部管路设计上必须采取相应的技术措施。同时对热源的循环水泵、补水定压装置等方面也必须按多热源联合供热的各种工况来决定。
1、热源内部管路应采取的技术措施
(!)主热源和调峰热源都必须在循环水泵设一旁通管I，此管的作用
图七
是当热源作为备用热源时，打开此阀门，使该热源作为一个热用户，以满足热源的采暖，这时热网的水由供水干管进入调峰热源，散热后再由回水干管入热网(见图七)。当该热源启运时，关闭旁通管的阀门，开启热源的循环水泵，这时水流方向相反。此时热网的水由总回水管进入热源，经锅炉加热后，再经供水干管送入热网。
(2)主热源和调峰热源都在热源的总供回水干管间设一旁通管II(见图一)，用以调节该热源向热网提供的循环水量、供水温度、供水压力，以保证多热源联网运行的需要。
2、热源循环水泵的选型与安装技术措施
各热源由于在多热源联网运行中所起的作用不同，在运行调节的各种工况下所需要的流量和压力也不同。因此在循环水泵的选型上也各不相同。但总的原则和所遵循的规律是：
(1) 循环水泵的流量，应根据每个热源发挥最大供热能力时，而供回水温差又最小的情况下来确定。
主热源的循环水泵应能满足供热初期和末期全系统对循环水量的要求，而各调峰热源的循环水泵除了能满足调峰热源的全部启运时的循环水量之外，还应满足在主热源事故状态时热网所需要的最低循环水量的要求。
(2)循环水泵的扬程应按该热源循环水量最大时，能达到最远供热半径时的水力计算结果来确定。
(3)常运行的循环水泵最好是变速泵。而备用泵可为恒速泵。
(4)每个热源也可选用几台不同型号的恒速泵来满足各种工况下系统的要求。每种工况下只开启其中一台泵。以往那种在一个热源选用多台同型号水泵并联运行，以满足各种工况的设计方法是不可取的，是最不经济的方法，必须改变。
(5)为了节约电能和降低造价，应改变在循环水泵出口处安装止回阀的做法。因为供热系统和给排水系统是不同的，它是闭合环路，当循环水泵停止工作时，水泵前后的压强相等，水不会倒流，在一个热源有多台循环水泵时，只需把不运行的水泵进、出口阀门关闭即可。
3、水定压的方式与水处理设备
多热源系统运行时，只需在主热源为全系统补水定压，而各调峰热源只需设置备用补水设备即可。它们只是在系统启运前的充水期间和热网大量失水、主热源补水量无法满足全网需求时才使用。因此，只在主热源设水处理设备即可。
六、热网设计的技术措施
多多热源系统的管网与单热源系统有很大的差别。它不完全遵循由大管径到小管径的变化规律。在实际设计时可参照以下方法进行：
1、 根据热源的分布形式确定主管网的组成。
如系统是双热源且热源分别在系统的两端，主管网采用支状管网或环状管网均可。如系统是多热源，主管网最好是采用环状管网的布置形式。环状管网的优点简单说有如下几点：
(1) 环状管网可自动优化水力工况，平衡供热效果，使最不利点得到改善。其原理如下：
在图五中如果关闭E点的供回水阀门，就会使E处的左侧和右侧管网变成枝状管网。如果E处的右侧热用户或管道阻力大，就会在E处阀门两侧形成两个不同的供回水压强，使E点右侧的R11热力站资用压头小于左侧R12的资用压头，并有可能使R11的资用小于最低要求值。此时即使把R11的调节阀全部打开，也无法满足供热要求，从而发生水力失调。(见图八)
如果此时打开E点的供回水阀门，使两个枝状管网变成环状管网。在E点两侧压强的作用下，管网中的水会自动达到新的平衡，使水压图变成图九中的实践状态(图中的虚线为打开阀门时的情况，图中A点为此时环网的水力平衡点)。这时R11的资用压头升高，自动优化了水力工况，使供热效果得到改善。大大提高了整个系统的供热均衡率，即节约了能源，又提高了供热质量。
(2)环状管网提高了热网运行的安全性
当某处管网发生事故时，可关闭此处两端就近的阀门进行抢修，而其余部分可继续供热，大大减少了事故的影响。
(3)环状管网给热网的逐年扩大和热用户与管网的连接提供了许多方便条件。
由于水分流的环路多，各支管中水的流速比枝状管网相对减小，同时还因加大了热力站的资用压头，从而较哈地提高了全网的水力稳定性，使系统的供热质量得到提高。
图八
图九
2、各热源的进、出口管径
各热源的进出口管径应根据各热源已确定循环水泵的流量来决定。为提高管网的水力稳定性，进出口管道的比摩阻应小一些，一般在40Pa/m以下。
3、热源之间的主干线
主热源和调峰热源之间应有一条大管径作为主干线，把各热源连在一起，用以加强各热源互为备用，互相支援时有较好的水力工况。(如图一中的黑线)
4、支线管径与管网总平面图
根据所负担的热负荷的大小来初步确定各支线的管径，并画出多热源系统的管网图。
5、水力计算和水压图
按几种不同的运行工况队主干线和最不利环路进行水力计算，并画出相应的水压图，经认真比较后，最后再主干线和各支线的管径。其主要运行工况有：
(1)调峰热源不运行，全系统均由主热源供热时;
(2)主热源和调峰热源全部运行时;
(3)主热源发生事故，全系统由调峰热源在事故状态下供热时
七、热源启运规律与调度
多热源系统的各热源何时启运，是由系统热负荷的变化决定的。一般的规律是：
1、 采暖初期和末期
在采暖期的初期和末期，系统负荷小，这时只启运热效率较高的主热源。
2、采暖尖峰期
随着室外温度的下降，热负荷增加到主热源已无法满足系统要求时，再逐个启运调峰热源。
3、主热源事故期
在主热源发生事故无法供热时，为尽量缩小事故影响，应全部启运各调峰热源，同时尽量加大调峰热源的循环水量和锅炉燃烧强度，维持全网事故状态下的运行。
4、热源的调度
热源的具体启运时间和提供的供热量的大小，都应由生产调度部门统一调度，各热源不能自己决定。如果其中某个热源是独自经营的企业，则可在这个热源的出口设计量装置，按其供热量的多少结算。生产调度部门在每个采暖期前，应该根据本采暖期的热负荷，制定出随室温变化的供热调节表。在供热期间依此指挥系统的运行调节。
八、多热源联合供热的运行调节
多热源系统的运行调节，需要根据系统的组成形式，各热源的供热能力、热网的状况和多热源联合运行时水力工况的特点等因素，运用供热的基本理论进行综合分析，抓住主要矛盾，然后制定出合理的运行方案和简单易行的调节方法。
1、 运行调节的内容和手段
(1)运行调节的内容是由供热量的调节和水力工况的调节两部分组成的，其中：
供热量的调节包括： 启运热源数
锅炉运行台数和燃烧温度
热源加热器运行台数
热源总循环水量
水力工况的调节包括：
热网总循环水量
热网总供水压力
热网回水压力
热用户或热力站流量分配
(2)实现运行调节的手段也是由集中调节和局部调节两部分组成的，其中：集中调节是在热源进行的，完成调节内容的前七项。局部调节是在热用户和热力站进行的，只完成最后一项调节内容，即流量的合理分配。
在这里必须着重明确的是：多热源系统的“运行调节”也是由“集中调节”和“局部调节”两部分组成的。其中“集中调节”是在热源进行的，也是对热源进行调节，使其满足：
系统对供热量的要求，使系统有合格的供水温度;
(1)系统对循环水量和供、回水压力的要求，使系统有合格的回水温度
回水压力以及热网最不利点的压头。
“局部调节”是在热力站或热用户进行的，也就是对热力站和热用户进行流量分配的调节。使其达到设计流量。其标志是二级网和热用户有合格的供、回水温度。
由“集中调节”中完成的流量和压力的调节，再与“局部调节”的流量分配相结合，才完成了全网水力工况的调节，使全系统处在水力平衡的状态下运行。
有了由集中调节中提供的合格供热量和二中调节共同完成的合格的水力工况，全系统才完成了合格的“运行调节”，再配合对热用户用热的管理，才会使热用户室温全部达到供热标准。
2、 集中调节方案的制定
由多热源启运的规律可知，各热源是随着室外温度的下降而逐个投入运行的。因此对集中调节的形式，经理论分析和实践证明采用“分阶段改变流量的质调节”方案，它更适合多热源的逐个投运和供热量的不断变化。为了实现这个调节方案，在采暖期之前要制定出本采暖期的运行调节表。
这个运行调节表的制定，简单叙述如下：
(1) 确定系统在各种温度下的总热负荷。
(2) 计算出热源在这些负荷下应输出的热量。
(3) 根据热源能承担的供热量，以室外温度为分界把供热期分为若干个阶段，从而制定出
各热源启运的顺序。
(4) 根据各热源循环水泵的流量确定出各阶段热网的总循环水量。
(5) 根据各室外温度下的输出热负荷、总循环水量和设计供回水温度，计算出各室
外温度下热网的供回水温度。
由以上数据组成本采暖期的供热调节表，供生产调度人员即可按此表指挥多热源供热系统的运行调节。
3、 集中调节方案的实施
供热系统的生产调度人员根据供热调节表和室外气温的实际情况，对全系统进行集中调节。
(1) 当室外温度处在主热源单独工作的阶段时，调节主热源的供热量与表中所需热量相等;调节循环水泵的开度和热源旁通管II，使进入热网的总热量与表中一致，同时供回水温度与表中一致。此时再配合各热力站的局部调节，使全系统达到供热标准。
当室外温度处在多热源联合工作的阶段时，首先使主热源的供热量达到其最大值，不足的热量由调峰热源负担。这时，调节调峰热源启运的锅炉台数和燃烧强度，以保证供热量，调节循环水泵和旁通管II，以保证循环水量，使调峰热源的供回水温度与主热源一致，而且与供热调节表一致。此时再根据这一阶段系统总循环水量，对各热力站重新进行局部调节，使系统达到新的水力平衡。
这里最主要、最关键的调节思想是：采取一切手段是个热源的供回水温度达到一致。
4、 水力工况与水压图
充分认识多热源联网时的水力工况对系统运行的集中调节是必不可少的。热源的分布形式不同，管网的形式不同，联网运行后的水力工况也不同。
1、 热源是图五的布置形式，则管网的水力工况于单热源的水力工况一样，只是二个热源的水泵是并联关系。其水压图如下：
图十
2、 热源是图三的布置形式时，在二个热源在热网中的交汇处供回水压力相等。交汇处之前分别为二个各自的水压图，交汇点后为共同的水压图十一
如果调峰热源的水泵流量扬程更大些，二个热源循环水的交汇点将超过A点交汇在管网的C点，见图十二。
图十一 图十二
3、 热源是图六和图十的布置形式时，如是直状管网，则会在热源之间的某处形成一个水的交汇点或称水力平衡点。如是环状管网，就会在热源之间的某些地方形成多个水的交汇点或称水力平衡点。这些水力平衡点有如下特点：
(1) 此处管网二侧的压力相等，且把两侧热源的水分开。其中一侧为主热源的水;一侧为调峰热源的水。
(2) 如水的交汇点正好落在管网的某个分支点处，其水压图如图十三所示。而二个热源的水会共同进入这个分支点，只是水量可能不同。
图十三
(3) 如水的交汇点落在二个分支点之间，则在二个分支点之间会形成一段压力平衡段。此处水暂时不流动。如图十四所示：
图十四
(4) 在热网运行中水的交汇点不是固定不动的，它像活塞医院随着热网的运行条件和运行中的水力波动而经常变化位置。其变化规律是：当加大某个热源的循环水量时，这个水的交汇点就会向热源流量减少或流量没变的方向移动，又重新形成一个或几个新的水力平衡点。
(5) 整个供热系统被这些水力平衡点分成了几个相对独立的供热区。启运几个热源，就有几个这样的供热区。这些供热区的大小随着各热源流量的变化而变化。一个热源的流量加大，它所负担的供热区就会加大，如果此时这个热源的供热量不变，则它的供回水温度就会减低，反之亦然。整个供热系统就是用这种方法使各热源的供、回水温度趋向一致的。
5、 局部调节的方案与实施
局部调节是系统运行调节中最重要的一个环节，如果调节不好，就会造成系统的水力失调和热力失调，就会严重的影响系统的供热质量，必须给以充分的重视。
局部调节的方法很多，一般分为手动调节、自动调节和半自动调节三大类型。
(1) 手动调节：一般用具有调节功能的调节阀和平衡阀来完成。但这种调节方式由于管网中水量、水压和热用户是经常发生变化的。因此，即使经常调，反复调也很难达到满意的效果。如果用不具备调节功能的孔板，闸板阀或截止阀等代替调节阀，其效果就会很差。因为这些阀门只具有关断功能。
(2) 自动调节：它有很多方式，其调节效果较好。但由于其投资大，设备多，对各种元器件的质量、精度和寿命都要求较高，一般中小型的供热部门不容易实现。
(3) 半自动条件：就是由最近几年发展起来的自力式流量控制阀来完成。但只需要安装在热力站或热用户的入口处，按热力站或热用户所需要的流量设定手柄的位置，只要热网在此处的资用压头达到它的工作要求，它就会自动控制此处的流量保持不变，并会自动消除剩余压头，不受外网变化的影响。对于系统采用“分阶段改变流量的质调节”方式时，应在全网流量改变时，再全部重新设定一次新的流量。在一个采暖期只需要调节几次就行了。
目前这种调节方式是设备投资最少，运行调节效果最理想的方式。但在一个系统中不能既有自力式流量控制阀，又有其他形式的阀门共同工作，这样管网还要处于经常调节的状态。
如果采用可带电动执行器的自力式流量控制阀，只要在中心调度室安装一套指挥系统，就可远距离操纵阀门的开度，从而实现集中的非手动的局部调节。使系统的运行调节又向前跨进了一大步。
