供熱系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)分析

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1、供熱系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)分析河北理工大學(xué)智能儀器廠高向升張子君宋立軒【摘要】供熱系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)是所有供熱企業(yè)必須面對的重要工作，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式存在諸多先天不足的問題，作者做了詳細(xì)的歸納整理，同時根據(jù)實際經(jīng)驗，提出了先進(jìn)的供熱平衡調(diào)節(jié)的工藝、策略和方法，從根本上扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的被動局面，是本領(lǐng)域的一項重大技術(shù)進(jìn)步成果?！娟P(guān)鍵詞】熱量平衡調(diào)節(jié)法三級解耦周期熱量平衡分析1、水力、熱力、熱量平衡的關(guān)系供熱的目的：是為了獲得舒適的室內(nèi)溫度，同時滿足節(jié)能、降耗、減排的要求。所以區(qū)分不同供熱對象的熱量平衡是實現(xiàn)供熱目的的保證。熱量平衡的前提是熱力平衡，熱力平衡的前提又是水力平衡。1.1水力平衡是控制出來的一個

2、熱網(wǎng)，無論我們的設(shè)計多么仔細(xì)和完善，都不能徹底解決水力平衡的問題，一方面是施工和材料設(shè)備會與設(shè)計存在偏差，另外熱網(wǎng)的動態(tài)調(diào)節(jié)都會造成熱網(wǎng)的水力失調(diào)，熱網(wǎng)調(diào)整過程中管網(wǎng)是互相耦合的，管網(wǎng)中的實際阻力大小和分布是難以判斷的。真正的水力平衡只能靠設(shè)備控制來實現(xiàn)，無論是節(jié)流式水力平衡通過調(diào)節(jié)閥門改變管網(wǎng)阻力來實現(xiàn)，還是有源式水力平衡通過分布式變頻水泵的變速調(diào)節(jié)借以改變管網(wǎng)的阻力來實現(xiàn)。換言之，不加監(jiān)控的熱網(wǎng)，會存在先天的近端流量大遠(yuǎn)端流量小的問題，如果只給一間房子供熱，確定一個合適的流量就很簡單，然而我們供熱的對象是千家萬戶，每個房間很難同時滿足所需的流量，也就出現(xiàn)了冷熱不均的問題。所以說熱網(wǎng)的水

3、力平衡要靠強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)，平衡是控制出來的，不是設(shè)計出來的。1.2水力平衡不等于熱力平衡問題是水力平衡就等于熱力平衡嗎？一次網(wǎng)水力平衡，做到了按各熱力站供熱面積大小分配一次網(wǎng)的循環(huán)水量。該方式只有在所有熱力站換熱器選型合理且換熱系數(shù)相等的前提下才能實現(xiàn)各熱力站熱力平衡。但是前提是不可能成立的。原因有三：①、建設(shè)初期，考慮擴(kuò)容需要，一般選擇較大功率的換熱器，各換熱站的供熱面積與換熱器功率不匹配；②、換熱器工作一定時間后，均存在結(jié)垢現(xiàn)象，且結(jié)垢情況不等，造成換熱系數(shù)不同；③二次網(wǎng)的設(shè)備配置和運行工況也不一定“配合”一次網(wǎng)換熱，如堵塞、旁通、近端短路等問題。1.3熱力平衡不等于熱量平衡熱力

4、平衡也不等于熱量平衡。例如熱源的不可控（熱電聯(lián)產(chǎn)）或熱源能力不足造成的供暖對象普遍過熱或過冷的現(xiàn)象，以及不同的房屋維護(hù)結(jié)構(gòu)、不同的末端散熱方式（普暖或地暖），即使是熱力平衡了，但仍然達(dá)不到供熱的目的——舒適的室內(nèi)溫度和節(jié)能降耗的要求。以往基于溫度管理的熱網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)，充其量做到了水力平衡、熱力平衡或熱量靜態(tài)按需跟隨，很難實現(xiàn)熱量平衡。溫度管理是一種粗線條的管理模式，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今供熱對供熱成本和供熱質(zhì)量的較高要求。圖1有助于對以上敘述的理解。管網(wǎng)合理設(shè)備匹配運行正常監(jiān)控到位水力平衡換熱器動態(tài)特性匹配熱量按需跟隨熱力平衡監(jiān)控到位熱量平衡區(qū)分受熱需求室溫合格水溫調(diào)節(jié)曲線水量調(diào)節(jié)曲線采暖熱負(fù)荷曲線

5、監(jiān)控到位理論計算理論計算理論計算預(yù)報規(guī)劃熱量圖1水力、熱力、熱量平衡關(guān)系圖2、傳統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的現(xiàn)狀2.1傳統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的方法分類從運行調(diào)節(jié)的角度而言，集中供熱有兩種基本的系統(tǒng)，一為恒流量系統(tǒng)，通常叫質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即在整個運行期間系統(tǒng)的循環(huán)水量保持不變，通過改變系統(tǒng)的供回水溫度來實現(xiàn)對熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)；二為變流量系統(tǒng)，通常叫量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即在整個運行期間系統(tǒng)的供水溫度或供回水溫差保持不變，通過改變系統(tǒng)的循環(huán)水量來實現(xiàn)對熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)。其它類型的系統(tǒng)，如分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、間歇調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是這兩種基本系統(tǒng)的結(jié)合或變異。第5種熱量調(diào)節(jié)方法是區(qū)別于傳統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)方法的先進(jìn)的調(diào)節(jié)方法。表一：平衡調(diào)節(jié)方法分類表分

6、類序號調(diào)節(jié)方法分類原理優(yōu)缺點傳統(tǒng)方法1質(zhì)調(diào)節(jié)循環(huán)水流量保持不變而只改變供水溫度1、水力工況穩(wěn)定；2、適用于一、二級熱網(wǎng)；3、只節(jié)熱，不節(jié)電；4、熱網(wǎng)遠(yuǎn)、近端用戶溫度有時間差；2量調(diào)節(jié)保持供水溫度不變，只改變循環(huán)水流量1、既節(jié)熱，又節(jié)電；2、可消除熱網(wǎng)遠(yuǎn)近端在調(diào)節(jié)上的時間差；3、只適用于一級熱網(wǎng)；4、在技術(shù)和操作層面上較難實現(xiàn)；3分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)把整個供暖期按室外溫度的高低分幾個階段（一般3—4個階段），在熱負(fù)荷較大時采用較大流量，反之采用較小流量，在每個階段采用保持流量不變的質(zhì)調(diào)節(jié)1、每個階段內(nèi)，水力工況穩(wěn)定；2、流量變化不連續(xù)，只分幾段，節(jié)熱同時只部分節(jié)電；3、熱網(wǎng)遠(yuǎn)、近端用戶溫度有

7、時間差；4間歇調(diào)節(jié)不改變循環(huán)水量和供水溫度，但減少每天的供熱時間，只能作為一種輔助調(diào)節(jié)措施1、只開關(guān)，不調(diào)節(jié)，運行簡單；2、比變負(fù)荷連續(xù)運行要浪費能源；鍋爐要頻繁的起火、壓火，網(wǎng)絡(luò)供回水溫度不斷變化；先進(jìn)方法5熱量（質(zhì)量）調(diào)節(jié)法通過熱量監(jiān)測裝置根據(jù)熱用戶的要求直接控制供熱負(fù)荷和供熱量，前提是大溫差優(yōu)先1、簡單易行、直奔主題；傳統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)，其目的就是通過控制網(wǎng)絡(luò)供回水溫度、流量、運行時間來調(diào)節(jié)供熱量，以適應(yīng)用戶熱負(fù)荷的變化