供热调节（精选十篇）
供热调节 篇1
综合并优化治理供热系统水力失调“是行业”十、五“科研规划中的一个课题。基于”节能供暖、节能管理,节能控制的思想,建立一个稳定、先进、高效率的节能供暖系统,提高整个系统的管理水平,从而达到节省能源的目的,做到供暖系统平衡运行。主要针对供热系统运行平衡如何调节、全面合理有效的利用热能,以致达到节能降耗问题展开研究。
第一部分供热系统水力失调
供热系统水力失调是指热水热网各热力站(或热用户)在运行中的实际流量与规定流量的不一致现象。也就是说,热网不能按用户(热力站或热用户)需要的流量(热量)分配给各个用户,导致不同位置的泠热不均的现象。
供热系统水力失调的程度用水力失调度来衡量。水力失调度定义为热力站(或热用户)的实际流量与规定流量的比值,其数学表达式是:
式中,X为水力失调度;G为实际流量(m3/h);G0为规定流量(m3/h)。
水力失调有三种情况:
a.当系统各个用户的水力失调度分别都大于或小于1时,称为一致失调。出现一致失调的情况是各个用户流量都大于,或者都小于规定流量;前者导致采暖房间过热,浪费能源,后者导致采暖房间达不到舒适标准要求,影响人民生活质量。
b.当系统各个用户的水力失调度有的大于1,有的小于1时,称为不一致失调。出现不一致失调的情况是有的用户流量大于规定流量,有的小于规定流量;前者导致采暖房间过热,后者导致房间过泠。
c.当系统各个用户的水力失调度分别都相等时,称为等比失调。出现等比失调的情况是各个用户的流量大于或小于规定流量,其比值是相同的;其导致采暖房间的过热或过泠程度是一样的。可以看出,凡等比失调一定是一致失调,而一致失调不一定是等比失调。
第二部分供热系统水力失调现象及产生原因
水力失调的根本原因:是由于在该运行状态下热网特性不能在用户需要的流量下实现各用户环路的阻力相等,也就是我们通常所说的阻力不平衡。产生水力失调的客观原因:产生水力失调的客观原因很多,仅就其主要而言如下几个方面:
a.热网管道规格的离散性使热网设计不可能在不经过人为调节而实现各个用户环路的水力平衡。在热网设计时,一般是满足最不利用户点所必需的资用压头,而其它用户的资用压头都会有不同程度的富裕量。在这种自然状态下分配各个用户流量,必然产生水力失调。
b.循环水泵选择不当,流量、压头过大或过小,都会使工作点偏离设计状态而导致水力失调。
c.系统中用户的增加或减少,即网路中用户点的变化,要求网路流量重新分配而导致水力失调。
d.系统中用户用热量的增加或减少,即用户流量要求的变化,也要求网路流量重新分配而导致水力失调。
e.目前,2005年以前绝大多数的用户系统是单管上供下回式采暖系统缺少必要的调节设备,用户系统无法调节,也会导致水力失调。
第三部分目前解决供热系统水力平衡的主要方法
近年来,国内一些单位为能解决系统的水力平衡调节问题进行一些探索工作,取得了一些成果,主要调节方法有:
a.温差法:此法是利用在用户引入口安装压力表温度计,对系统进行初调节。
首先使整个系统达以热力稳定。为提高系统初调节的效果,可使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化,若热源的总回水温度不再变化。就可以认为整个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有热用户处、回水压力和供、回水温度。
先调节供回水温差小于热源总供回水温差的热用户,并按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小,确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。根据经验对其用户引入口装置中的供水或回水阀门进行节流。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后,现重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。
该调节方法调节周期时间长,需要反复进行,它适用于保温较好的网络。如果网路保温较差,网路供水的沿途温降较大,则对于供水温度较低的热用户,或室内供暖系统水力不平衡的用户将较差,可能出现新的水力失调。但此调节方法属于粗调,调节效果不准确。
b.比例法:此法是利用两台便携工超声波流量计,或可测得流量的阀门(如平衡阀新型入口装置)及步话机(用于调节时人员之间的联系)来完成的,比例法的基本原理为如果两条并联管路中的水流量以某比例流动(例如1:2),那么当总流量在+30%范围内变化时,它们之间的流量比仍然保持不变(1:2)。但用比例法调节时相互间不易协调,对操作人员素质要求较高,并需要两台相同的流量计,初投入较大。
c.CCR法:CCR法是在严格的对全系统刊物阻力分析计算的基础上,对全系统实行一次调整的新方法,它由采集数据,计算机计算和现场调整三步构成。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S值,再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度,最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度,使系统这到所要求的分配流量,此方法相应的初投资较大,而且测量各管段实际阻力数S值不易。但降低了运行费用,是未来发展的方向。
在实际的供热工程中,由于各个供热管网和各个室内供暖系统循环方式的不同、散热器选择形式不同(参数)安装方式不同,其修正系数也不同,导致系统的阻力各不相同。因此,应根据各种供热形式及热符合要求,有针对性地实施不同的调节方法。
摘要：集中供热系统(一次管网)中,经过换热站换热后,通过二次管网将热输送到用户,常常出现末端用户不热而前端用户过热的现象,这种供热系统失调的主要原因是由于系统内部流量分配不均,当满足用户所需的流量时,难以实现各用户环路阻力相等,从而导致出现近热远冷的不平衡现象。解决的关键是要在运行期进行系统平衡调节,使供热系统逐步接近水力平衡。供热系统的平衡对提高供暖质量和节约能源具有重要的意义。
关键词：供热系统,水力失调,综合治理
参考文献
[1]贺平,孙刚.供热工程.新一版,1993.
[2]供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社.
[3]石兆玉,狄洪发.城镇供热技术,2006,9.
集中供热调节论文 篇2
1供热调节的目的
冬季供暖问题是关系城市居民切身利益的大事。现在供暖企业自负盈亏,既要使居民供暖温度达到标准又要使企业的运行成本达到最低,这就要求供暖企业挖掘内部潜力,做好供热调节工作。因此,对整个热水供热系统进行合理的供热调节就变得至关重要。热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外,还应根据采暖季节(初冬还是严寒)、采暖时间(白天还是夜间)等情况对供热量进行调节。供热调节的目的,一是使系统中各用户的室内温度比较适宜;二是避免不必要的热量浪费,实现热水采暖的经济运行。热水采暖系统试运行期间,由安装单位进行的第一次调节为安装调节,它的目的是检查采暖系统能否达到设计要求。系统投入运行后还要继续进行调节,此为使用调节。运行调节根据采暖系统情况不同,可采用若干种形式,但无论哪种调节方式最终都要通过司炉人员的运行操作来完成。
2供热调节原理
供热调节的主要任务是维持供暖建筑的室内计算温度。当供暖系统在稳定状态下运行时,如不考虑管网的沿途热损失,则系统的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量,同时也应等于供暖用户的热负荷。
建筑供暖方式分为连续供暖和间歇供暖两类。对于不同的供暖方式,供热调节的方法也不同,这主要是由墙体和室内物体的蓄热性能所决定的。对于间歇供暖建筑,当停止供暖后,室内温度不会瞬间降至建筑发生冻害的温度,它需要经过一个降温期。当重新开始供暖后,室内温度升高至计算温度也需要一段升温期,升温期所需要的时间取决于围护结构和室内物体的蓄热性能。
3供热调节的方式
运行调节中，在热源处进行的温度、流量的调节称为集中运行调节。集中运行调节的方法有以下4种:
①质调节――改变网路的供水温度;②量调节――改变网路的循环水量;③分阶段改变流量的质调节――同一阶段流量不变;④间歇调节――改变每天供暖时数。
3.1质调节
在进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而系统循环水量保持不变。这种调节方式，网路水力工况稳定，运行管理简便，采用这种调节方法，通常可达到预期效果。
集中质调节是目前最为广泛采用的供热调节方式，但由于在整个供暖系统中，网路循环水量总保持不变，消耗电能较多。同时，对于有多种热负荷的热水供热系统，在室外温度较高时，如仍按质量调节供热，往往难以满足其他热负荷的要求。例如，对连接有热水供应用户的网路，供水温度就不应低于70℃。热水网路中连接通风用户系统时，如网路供水温度过低，在实际运行中，通风系统的送风温度也过低，这样会产生吹冷风的不舒适感。在这种条件下，就不能再按质调节方式，而采用其他调节方式进行供热调节了3.2量调节
流量调节就是将采暖期按室外温度的高低分成冬初、寒冬和冬末三个区间,根据水的潜热与流量成正比的概念,对于每个区间,热水的流量即指在室外温度低的寒冬区间中保持大的流量,使用流量大的循环泵;在室外温度高的冬初和冬末区间中保持小的流量,使用流量小一点的循环泵。采用分区间改变流量的调节时,每个区间管网循环流量应保持不变。为降低电耗,在采暖系统中可以设置两台不同规格型号的循环泵。其中一台循环泵的流量和扬程按计算值的100%选择,另一台循环泵的流量和扬程按计算值的75%选择,后者供室外温度高的情况下使用。这样可以大大提高循环泵的运转经济指标,避免了“大马拉小车”的弊端。
3.3分阶段变流量的质调节
把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段:在室外温度较低的阶段中管网保持较大的流量;而在室外温度较高的阶段中管网保持较小的流量。在每一个阶段内,网路均采用一种流量并保持不变,同时采用不断改变网路供水温度的质调节,这种调节方法叫分阶段变流量的质调节。在热水供暖系统中,一般可选用两台不同规格的循环水泵,其中一台循环水泵的流量和扬程按计算值的100%选择;另一台循环水泵的流量按计算值的75%选择。由于水泵扬程与流量的平方成正比,水泵的电功率与流量的立方成正比,所以75%流量的循环水泵相应的扬程可按计算值的56%选用,循环水泵的运行电耗可减小到42%左右。在大型供暖系统中,整个采暖期可分为3个或3个以上的阶段。如果采用3个阶段,各个阶段中循环水泵的流量可分别为计算值的100%,80%和60%,扬程可分别为100%,64%和36%,而循环水泵的耗电量相应为100%,51%和22%。多种容量的循环水泵在一定程度上可以互为备用,采用分阶段变流量的质调节时,热水供暖系统中可以不设备用泵。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点,既较好地避免了垂直失调,又显著地节省了电能。所以,它是一种公认的.比较经济合理的调节方法,在区域锅炉房热水供暖系统中得到了较多的应用。
3.4间歇调节
间歇调节是在供水温度和循环水量不变的情况下，用改变供暖时间的方法来达到与热负荷匹配。在室外温度达到设计值时，热源连续供暖，随着室外温度的升高，逐渐减少运行时间。它的前提是假设热源能在额定出力的情况下制定运行时间。如果热源达不到额定出力，将不能保证用户的供热质量。事实上要想使设备满负荷高效率的运行，没有一套完整的监测和管理办法是绝对办不到的。故本调节方法实际上也很少被采用。
另外，由于设计思路的保守，使得在室外计算温度时，非连续运行也能满足用户的要求。这就是目前广泛实行的间歇供暖。间歇供暖与间歇调节有着本质的区别。间歇供暖热源容量的设计远远大于实际需要值。即使是达到室外设计温度的情况下，热源也不可能连续运行。该方式虽然初投资及运行费用较高。但从操作及保证用户供热质量等方面考虑，也还是有它一定的优点。故能在一些小型系统广泛应用。
4结语
浅议集中供热设备的调节 篇3
【关键词】热水锅炉 供热系统 供热调节 节能降耗
一、供热调节的目的
冬季供暖问题是关系城市居民切身利益的大事。现在供暖企业自负盈亏，既要使居民供暖温度达到标准又要使企业的运行成本达到最低，这就要求供暖企业挖掘内部潜力，做好供热调节工作。因此，对整个热水供热系统进行合理的供热调节就变得至关重要。热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外，还应根据采暖季节（初冬还是严寒）、采暖时间（白天还是夜间）等情况对供热量进行调节。供热调节的目的，一是使系统中各用户的室内温度比较适宜；二是避免不必要的热量浪费，实现热水采暖的经济运行。热水采暖系统试运行期间，由安装单位进行的第一次调节为安装调节，它的目的是检查采暖系统能否达到设计要求。系统投入运行后还要继续进行调节，此为使用调节。运行调节根据采暖系统情况不同，可采用若干种形式，但无论哪种调节方式最终都要通过司炉人员的运行操作来完成。
二、供热调节原理
供热调节的主要任务是维持供暖建筑的室内计算温度。当供暖系统在稳定状态下运行时，如不考虑管网的沿途热损失，则系统的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量，同时也应等于供暖用户的热负荷。
建筑供暖方式分为连续供暖和间歇供暖两类。对于不同的供暖方式，供热调节的方法也不同，这主要是由墙体和室内物体的蓄热性能所决定的。对于间歇供暖建筑，当停止供暖后，室内温度不会瞬间降至建筑发生冻害的温度，它需要经过一个降温期。当重新开始供暖后，室内温度升高至计算温度也需要一段升温期，升温期所需要的时间取决于围护结构和室内物体的蓄热性能。
三、供热调节的方式
运行调节中，在热源处进行的温度、流量的调节称为集中运行调节。集中运行调节的方法有以下4种：
质调节——改变网路的供水温度；量调节——改变网路的循环水量；分阶段改变流量的质调节——同一阶段流量不变；间歇调节——改变每天供暖时数。
（一）质调节
在进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而系统循环水量保持不变。这种调节方式，网路水力工况稳定，运行管理简便，采用这种调节方法，通常可达到预期效果。
集中质调节是目前最为广泛采用的供热调节方式，但由于在整个供暖系统中，网路循环水量总保持不变，消耗电能较多。同时，对于有多种热负荷的热水供热系统，在室外温度较高时，如仍按质量调节供热，往往难以满足其他热负荷的要求。例如，对连接有热水供应用户的网路，供水温度就不应低于70℃。热水网路中连接通风用户系统时，如网路供水温度过低，在实际运行中，通风系统的送风温度也过低，这样会产生吹冷风的不舒适感。在这种条件下，就不能再按质调节方式，而采用其他调节方式进行供热调节了。
（二）量调节
流量调节就是将采暖期按室外温度的高低分成冬初、寒冬和冬末三个区间，根据水的潜热与流量成正比的概念，对于每个区间，热水的流量即指在室外温度低的寒冬区间中保持大的流量，使用流量大的循环泵；在室外温度高的冬初和冬末区间中保持小的流量，使用流量小一点的循环泵。采用分区间改变流量的调节时，每个区间管网循环流量应保持不变。为降低电耗，在采暖系统中可以设置两台不同规格型号的循环泵。其中一台循环泵的流量和扬程按计算值的100%选择，另一台循环泵的流量和扬程按计算值的75%选择，后者供室外温度高的情况下使用。这样可以大大提高循环泵的运转经济指标，避免了“大马拉小车”的弊端。
（三）分阶段变流量的质调节
把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段：在室外温度较低的阶段中管网保持较大的流量；而在室外温度较高的阶段中管网保持较小的流量。在每一个阶段内，网路均采用一种流量并保持不变，同时采用不断改变网路供水温度的质调节，这种调节方法叫分阶段变流量的质调节。在热水供暖系统中，一般可选用两台不同规格的循环水泵，其中一台循环水泵的流量和扬程按计算值的100%选择；另一台循环水泵的流量按计算值的75%选择。由于水泵扬程与流量的平方成正比，水泵的电功率与流量的立方成正比，所以75%流量的循环水泵相应的扬程可按计算值的56%选用，循环水泵的运行电耗可减小到42%左右。在大型供暖系统中，整个采暖期可分为3个或3个以上的阶段。如果采用3个阶段，各个阶段中循环水泵的流量可分别为计算值的100%，80%和60%，扬程可分别为100%，64%和36%，而循环水泵的耗电量相应为100%，51%和22%。多种容量的循环水泵在一定程度上可以互为备用，采用分階段变流量的质调节时，热水供暖系统中可以不设备用泵。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点，既较好地避免了垂直失调，又显著地节省了电能。所以，它是一种公认的比较经济合理的调节方法，在区域锅炉房热水供暖系统中得到了较多的应用。
（四）间歇调节
间歇调节是在供水温度和循环水量不变的情况下，用改变供暖时间的方法来达到与热负荷匹配。在室外温度达到设计值时，热源连续供暖，随着室外温度的升高，逐渐减少运行时间。它的前提是假设热源能在额定出力的情况下制定运行时间。如果热源达不到额定出力，将不能保证用户的供热质量。事实上要想使设备满负荷高效率的运行，没有一套完整的监测和管理办法是绝对办不到的。故本调节方法实际上也很少被采用。
集中供热节能调节 篇4
1) 质调节:即改变管网的供水温度。2) 量调节:即改变管网的供水流量。3) 质量—流量调节:即同时改变管网中的供水温度和供水流量。4) 间歇调节:即改变每天供热的时间。
2 热源节能调节方法
某供热公司热源厂现有三台64 MW锅炉, 设计供热能力为300万m2。供热管网采用质、量相结合的调节方式。一次热水管网系统调节方式为分阶段改变流量的质调节, 二次热水管网系统为纯质调节。根据该供热公司以往运行情况和2012年~2013年采暖季季末的联动试验结果, 热源厂两台泵满负荷运行流量为2 750 t/h, 该种运行状态下考虑两台循环泵满负荷运行。根据室外气温结合设备状况调节循环流量, 热源厂流量按G=93%和G=70%运行, 流量分别为2 750 t/h和2 071.90 t/h。运行期启动该热源厂锅炉, 根据室外温度的变化, 确定热源厂锅炉运行台数, 以满足负荷所需的热量。
由以下方法达到热源节能目的:
1) 当室外温度在5℃~-4℃ (不包括-4℃) 时, 供热管网流量为计算最大流量的70%, 该热源厂循环流量为2 071.90 t/h, 一次网供水温度为71℃~100℃, 回水温度43℃~52℃, 这个阶段该热源厂由两台循环泵满负荷运行;
2) 当室外平均温度twp在-4℃ (包括-4℃) ~-11℃时, 供热管网内的循环流量为计算最大流量的93%时, 该热源厂循环流量为2 750 t/h, 一次网供水温度为89℃~108℃, 回水温度54℃~60℃, 这个阶段该热源厂由两台循环泵运行;
3) 当室外温度达到10℃以上时就可以采取间歇式供热调节, 在保证供热室内温度的条件下实现节能降耗的目的。
3 热力站节能调节方法
由于热力站的热源是由热源厂统一提供, 所以热力站在满足用户供热需求的情况下一般只能通过调节站内循环流量达到节能降耗的目的。
现某供热公司为了提高热力站的供热能力, 降低运行成本, 实现节能降耗。为某热力站循环泵加装变频设备, 该热力站循环水泵的型号是KQL100/350-11/4, 流量Q=50 t/h, 扬程H=32 m, 功率N=11 k W, 以提高热力站站出力, 并节能降耗。
1) 采用变频设备的节能分析。一个采暖季运行期间, 循环泵工频运行时的费用为:
采用变频设备, 按38 Hz运行时费用为:
11 k W× (38/50) 3×151 d×24 h/d×0.66元/k Wh=11 549.56元。
若一个采暖季运行期间循环泵按照38 Hz变频运行, 则较工频运行可节约14.76万元/采暖季。
2) 采用两台循环水泵同时运转的节能分析。
根据泵的特性:
其中, G为流量;H为扬程;N为功率;n为转速。
两台泵并联:G1=2×35×0.7=49 t/h;
通过计算结果可知, 两台泵并联运行变频后, 流量和单台泵大致相同, 扬程降低一半左右, 而功率单台泵降至1/3左右, 两台泵则为2/3。
3) 提高供回水温差。
根据热量计算公式:
可知, 当供热系统向热用户提供相同的热量时, 供回水温差与循环水量成反比例关系。即系统的供回水温差大, 则循环水量就小, 水泵的能耗就会大大降低。
当Δt2=2Δt1时, G2=1/2G1, H2=1/4H1, N2=1/8N1。
故, 在充分考虑供热管网承受能力的前提下, 将该小区的供回水温度由原来的90℃/70℃, 提高到95℃/70℃, 这样, 便可使泵的工作功率降低到原来的51.2%。
另外, 根据各热力站所带的热负荷的不同, 以及各热力站的实际情况, 对热力站的设备进行调节时, 对于热力站离热源比较远的地方, 供水流量达不到设计流量的情况下, 可在回水管网上增设回水加压泵, 用以增加热力站系统的循环流量。
4) 热力系统全网平衡调节。
全网所带热力站由清华同方的全网平衡系统来调节热力站的热平衡, 再对各热力站进行微调节, 以达到热量的合理分配和充分利用。
4 供热管网的节能调节方法
供热管网作为供热环节中不可忽视的一部分, 在节能降耗中也起着非常重要的作用, 通过管网上各个阀门的开度分配全网的热量, 使所有热量得以充分利用和合理分配, 每天巡视管网的正常运行, 是否有跑、冒、滴、漏, 尽最大能力保证热源的完整性。
5 结语
通过对供热系统的了解和分析, 正确认识节能的重要性, 从每一个细节着手, 加强自身素质, 为节能降耗贡献一份力量。
摘要：为了保证供热质量, 满足使用要求, 并使热能制备和输送经济合理, 对热水供热系统进行了供热调节, 阐述了热源、热力站、热力系统全网平衡调节的方法, 以提高供热公司的运行经济性, 降低运行成本, 实现节能降耗。
关键词：热源,热力站,变频,节能
参考文献
[1]贺平.供热工程[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社, 1993.
[2]韩忠.浅谈供热系统的节能措施与办法[J].山西能源与节能, 2003 (3) :25-26.
供热调节 篇5
关键词：供热管网；设计施工；问题调节
中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：1006-4117（2012）02-0284-01
集中供热系统是城市公用事业的重要环节.为了安全、经济地组织管理好供热系统的运行，向热用户提供符合供热参数要求的热量，在供热管网的运行管理中必须考虑管网的调节，即供热管网的水力调节和热力调节.实质上是通过技术管理，实现供热系统有关规程规定的运行标准。
吉林市地处高寒地区，全年供热天数100多天，采暖期较长，冬季住宅供热效果好坏是城镇居民十分关注的问题，保证和提高城区供热质量也是政府部门高度重视一项重要工作。因此，如何在供热管网的设计、施工和运行管理中，发挥供热系统潜能、保证供热效果、降低工程成本是摆在供热部门的一个重要课题。笔者通过对多年来的工作实践经验就供热管网的设计、施工及运行调节方面，谈谈自己的看法以供供热系统设计、施工运行的管理人员参考。
一、合理设计供热管网
供热质量的优劣取决于热网系统的设计，合理的管网设计不但能有效提高供热效果，而且可以起到节约供热成本的作用。合理设计供热管网主要应做好以下几项工作：
（一）准确计算热负荷
热负荷的计算是供热管网设计的主要依据，准确地计算热负荷可以恰当地选择热网布局，做到热负荷与供热能力达到最佳的匹配，使建设投资得到有效地发挥效益、降低工程成本，降低运行维护法用，保证供暖质量。
吉林地区供热负荷属季节性热负荷，与冬季室内外温差有密切关系。计算过程中要考虑吉林地区10年内冬季气温平均值和最低值，保证室内供热温度达到18℃。计算时要考虑到近年来冬季气温走高的因素，合理计算热负荷，要做到细致、准确，必要时要反复核定。
（二）恰当选择供热参数
热网设计的主要参数是供回水温差、比摩阻。温差大则循环量小，温差小则循环量大；摩阻小，水利条件好，压力损失小，有利于提高循环质量。因此恰当选择供热参数可以节约运行能耗，减轻管网供热失调。
我们曾对某分配站运行情况进行了分析，在水泵转速适当降低后，外网压差降低到0.07MPa，总水量降低到310m3/h，供回水温差提高了1℃，耗热量降低到49W/h·m2。同比电耗下降了55%，热耗降低了17%。通过以往工程经验，我认为供热干线比摩阻选在30~90Pa/m为宜，支线可稍大些，但不宜过高。主网络供回水温差选用40℃左右为宜；小区供热网络供回水温差在30℃左右为宜。
（三）采取适当的敷设方法、规划好管网布局
管网材料一般采用保温效果较好的聚氨脂保温管，敷设方法宜采取直埋方式。从近几年实际应用情况看，直埋具有施工维护方便、占地面积小、施工速度快等有点。供热管网布局设计要供热管网的形式和布局要符合总体设计规划，要有超前意识，预留一定的发展空间。考虑到供热可靠性和供热发展的不确定性，热网主干线宜设计成环管网环状布置，用户管网可设成从大环网上接出的枝状管网，这种方式后备性能好，运行安全可靠，投资稍高。
二、严格控制管网施工质量
供热管网施工质量直接关系使用寿命和供热效果。必须严格按设计要求及相关施工验收规范进行，同时走市场化道路强化合同意识，加强對材料检验、施工过程的验收管理。供热管网工程属于隐蔽项目，管道的焊接、检验、保温处理、填埋等都要严格按设计要求施工。做好施工后的打压冲洗。使用工作压力1.5倍且不小于0.6MPa的试验压力稳压l0min，认真冲洗以免因管网堵塞影响供暖。
三、运行调节的节能增效措施
（一）合理优化用户系统设计，采取间接供热形式供热系统
以往我市采用直接供热方式，水量水质不易控制、系统启动慢，用户系统一般采用上供下回式，房屋底层供热效果较差。现改造为采取换热站将主网络与用户网络分开的间接式供热系统，用户系统采取分户垂直供热方式，不但改善了系统调节控制能力也提高了用户的供热效果。
（二）采用节能设备提高热源效率，实施节能控制
依靠热电联产合理利用热源，多热源联合运行。采用变频循环泵和补水泵，根据热负荷的变化自动变频调节或低负荷间歇供热，通过测定可以节能30%左右。
（三）做好供热末端调节，避免垂直式调和水平失调
合理分配水量和压力，做好楼栋间水平失调和楼内垂直失调的调节处理。
（四）加强维护管理，严防管路漏水，禁止用户放水、私改散热器
建立健全值班检查制度，对于阀门等部位定期重点检查，发现漏水、水量水压不足等问题及时解决，避免事故扩大影像用户整体供热效果。
四、结束语
综上所述，合理的设计是根本，优良的施工是可靠运行的保证，加强管理和调节对节能高效运行具有重要意义。供热管网的可靠有效运行要综合处理好设计和施工与运行调节维护等工作。
作者单位：吉林市第一建筑工程股份有限责任公司
参考文献：
[1]黄以明.集中供热管网优化设计[D].西安理工大学,2007.
[2]杜平,陈雪莲.集中供热管网系统的运行和调节[J].宁夏工程技术,2008,04.
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供热系统水力调节与节能 篇6
关键词：水力调节,水力平衡,节能,供热效果
在供热、热水采暖系统中, 热媒由闭式管路系统输送到各用户。对于一个设计正确、并能按设计要求运行的管网系统来说, 各用户应该均能获得设计水量, 及能满足其热负荷的需要。但由于大部分输配环路及热源机组环路存在水利失调、水泵选型偏大以及各用户室温不一致等原因, 导致了能耗高、供热品质差。
所谓水力平衡系统是指系统实际运行时所有用户都能获得设计水流量, 而水力平衡则意味着水力失调。水力失调有两方面的含义, 其一是指系统中当一些用户的水流量改变时, 会使其他用户的流量随之改变。其二是指系统虽然经过水力平衡计算, 并达到规定的要求, 但在施工安装, 并经初调试后, 各用户的实际流量仍旧与设计要求不符。
1 水力调节
1.1 在进行供热、供水系统水力管网系统设计时,
虽然设计者仔细的设计计算及平衡计算, 但在实际运行时, 各环路末端装置中的水流量并不按设计而是远大于设计水量。分析原因主要有两个:a.缺乏消除环路剩余压头的定量调节装置。因为有利环路的剩余压头较难以管经变化档次来消除, 目前的截止阀和闸阀既无调节功能、也无定量显示, 而节流孔板往往难以计算得比较精确。b.水泵实际运行点偏离设计运行点。设计时水泵型号按两个参数选择, 流量为系统总流量, 扬程则为最不利环路阻力损失加上一定的安全系数, 由于实际阻力往往低于设计阻力, 水泵工作点处于水泵特性曲线的右下侧, 使实际水量偏大。此外对于旧系统改造、逐年并网, 或者要考虑供热面积逐年扩大的管网系统, 想以一次性的平衡计算或安装节流孔板是行不通的, 设计时留有较大的富裕量是可以理解的, 那么, 大流量以及水力失调则是不可避免了。
1.2 在能源价格便宜、供热作为社会福利,
较少考虑成本、系统规模不大、对供热品质要求不很高时, 选用大容量设备来弥补潜在的不平衡问题是可以奏效的。但是, 散热器热量并不是与通过散热器的热量成正比的。根据散热器散热量与水量的关系可以得知, 当流量从设计流量的100%增加到300%设计值时, 散热量只从100%增加到110%, 这样最不利环路室温可以改善, 但有利环路室温却偏高。事实上总水量增大, 会使锅炉出水温度升不上去, 即使不利环路保持了设计水量, 也会由于水温低而使室温达不到设计值。
1.3 如果水系统得到平衡, 并且锅炉运行在其额水流量情况下,
上述一系列不合理现象均能得到改善。而这些平衡则由初调节及供热调节来完成。初调节指在系统初期利用预先安装好的流量调节装置, 对系统进行一次调节。而为满足供暖通风热负荷随室外气象条件变化, 热水供应和生产工艺用热随使用条件等因素变化所进行的调节则称为供热调节。我们通过质调节、量调节、分阶段改变流量的质调节以及间歇调节等集中调节的供热调节方式来实现水力平衡, 从而达到节能及提供热品质。
2 水力平衡与节能
2.1 水力失调的分析
供暖系统的初调节目的是为了解决各热用户流量分配不均的问题, 如不进行系统的初调节则各用户很难得到所需流量, 在实际运行中, 有利环路阻力小、得到的流量多、温度高, 不利环路阻力大、得到的流量少、温度低并且有可能达不到国家供热标准。通常供暖单位采取提高锅炉出力或提高水泵扬程使不利环路得到足够的热量 (水量) , 但这不是解决问题的好办法, 只能使流量偏高的有利环路得到更多的 (热量) 水量, (热量) 水量分配不均的问题依然存在。上述现象称之为水力失调, 必须加以解决。
水力失调分为静态失调和动态失调两种情况。静态失调 (又称为稳态失调) 是指系统中各用户在设计状态下, 实际流量与设计流量不符, 这种失调是稳态的、根本性的, 如不加以解决, 这类问题始终存在。特别是在现有的定流量系统中, 大部分系统末端设备无法自行调节, 静态失调问题比较突出。动态失调是指系统中一些用户的水流量改变时, 引起系统的阻力分布变化, 导致其他用户流量随之改变产生失调, 这种失调是变化的、动态的。新建的分户供暖系统因安装散热器温控阀, 系统变流量运行, 产生的失调现象属于此种失调。
供暖实际运行中, 初、末寒的供回水温差小, 由重力引起的垂直失调小;中寒期供回水温差大, 由重力引起的垂直失调作用加大。特别对于下供回系统, 要求系统供回水温差应小于10℃, 才能保证因重力引起的垂直失调不致太大。供暖系统的最初设计一般供回水温差为25℃, 这样实际运行时为了避免垂直失调则系统流量必须加倍, 正如前面所示将造成巨大的能源浪费。
某些项目由于供热负荷增加、管线延长, 必然出现远近温度不均的问题, 而现存的解决办法只有更换超过锅炉额定流量的循环泵从而增加水的流量, 由此导致出现以下问题:a.增加电量消耗, 加大供热成本;b.由于水泵流量增加, 使得锅炉供回水温差变小, 严重减少了冷热水在锅炉内部自然循环动力, 循环水在炉管内流速减慢, 使锅炉阻力增大, 从而导致高温区管路内产生冷沸腾, 使管道容易结垢、过热、变形甚至爆管, 由此出现炉膛温度过高, 而水温上升较慢, 使锅炉无法达到额定出力要求;同时, 由于锅炉内阻的增大必然减小外管网的压力, 使外网运行工况进一步恶化。
2.2 水力平衡的实质
按照国家规范的热工要求, 应通过合理划分和均匀布置环路, 并进行水力平衡计算, 减少各并联环路之间压力损失的相对差额。当相对差额大于15%时, 应在计算的基础上, 根据水力平衡要求配置必要的水力平衡装置。
水力管网全面平衡技术是所有节能措施中最重要的一项, 它是一切工作的基础。抛开水力平衡来谈节能则不能保证用户供暖效果, 不能实现最大程度的节能。通常水力管网平衡调节靠平衡阀来实现, 而现在供暖领域对平衡阀的认识、使用、评价有很多误区, 阻碍了人们对平衡阀的正确使用, 特别是一些新产品的出现, 使人们忽略了平衡阀的价值。
平衡阀是解决管网设计、施工过程中产生的最基本失调情况的一种阀门, 因此调节功能是其首要的功能。阀门的理想流量特性主要有直线流量特性、等百分比流量特性、快开流量特性三种。对于平衡阀只有采用线性流量特性和等百分比流量特性才具有良好的调节性能, 其中以等百分比流量特性最好。普通阀门多采用快开流量特性, 当相对开度比较小时, 就有较大的流量, 随着开度增大, 流量很快达到最大值, 这种阀门调节性差, 一般只能起到关断作用。除调节功能之外, 平衡阀附加了可测量的测量接口, 配合智能仪表可以精确的测量压差、流量甚至介质温度;平衡阀具有可视的数字刻度, 一看就可以知道阀门的开度。
平衡阀必须经过科学调试才能达到正确发挥它的作用, 如果没有调试, 平衡阀与普通阀门无异。与平衡阀一起被发明的还有平衡阀专用智能仪表, 它与平衡阀来配合使用。智能仪表如同人的大脑一样, 指挥协调其它器官正常工作, 来维持身体的健康。平衡阀与智能仪表一起使用来检测系统运行中的实际数据, 如流量、压差、温度等, 帮助工作人员进行判断并且做出正确的调整。
对于设计人员, 应认识到系统的水力平衡是确保分户计量供热实施的重要环节, 而且静态平衡是动态平衡的基础。静态平衡是指设计计算条件下各环路流量的理想分配, 所以在设计中, 应对室外区域管网进行合理的统筹设计, 对室内外系统要进行严格的水力平衡计算。动态平衡则是当热用户进行调节时, 系统能够对各环路流量进行相应合理分配。设置必要的调控设备, 是为满足计量供热的需要, 而不能认为设置调控设备就可取代水力平衡计算。
大型锅炉集中供热运行调节 篇7
1)质调节:即改变网络的供水温度;
2)量调节:即改变网络的流量;
3)质量—流量调节:同时改变网络中的供水温度和流量,进行集中供热调节;
4)间歇调节:即改变每天的供暖小时数。
本文以太原热力公司东山热源厂集中供热为例简述运行调节。东山集中供热的主要热源为东山热源厂3台90 t热水锅炉和东山电厂蒸汽锅炉,设计供热面积为390万m2,现有热力站64座,供热范围东到经园路,西到五一路,南到服装城,北到剪子湾,实际供热面积达到420万m2。一般供热期分为初寒期、严寒期、末寒期,根据供热期的不同,调节方法和手段也不同。
1)初寒期,供热流量一般为设计流量的70%,供热流量达到2 800 t/h(中心站流量为700 t/h,单台泵满负荷,热源厂流量为2 100 t/h,两台泵满负荷),初寒期主要采用的是量调节,在供热初期,将各热力站的流量调配至实际负荷所需要的流量,解决运行初期的水平失调。根据水力计算和上一年度的运行工作经验,通过全网平衡调节对自控设备(主要电动调节阀)进行调节,配合手动调节来达到供热初期的调节。对于一次侧管网,离热源较近的热力站,其总的沿程阻力和局部阻力都小,供、回水资用压头较大,需要关小一次侧阀门,减小压差,降低流量,使一次网的循环流量等于或接近计算流量,增加较远端热力站的循环流量。对于一次管网调整采取的方法主要是由近端到远端,由主干线到支干线。另外供热初期,根据供热负荷的变化和新建热力站的投运,需要反复进行调节才能达到全网的平衡。
2)严寒期,供热流量达到计算供热流量4 000 t/h(中心站流量为700 t/h,单台泵满负荷,热源厂流量为3 300 t/h,三台泵满负荷),在循环泵满负荷运行的条件下,根据计算供热温度调节表和以往实际供热经验,当室外温度发生变化时,对双热源的温度进行调节来改变供热温度,以保证用户室内温度达到供热要求。供热流量增加后,会使得沿程阻力和局部阻力增加,原先在小流量大温差的方式运行的热力站会出现资用压头不足的情况,导致二次网温度逐渐降低,一般采用启动末端资用压头不足热力站的回水加压泵,同时对系统前端热力站资用压头较大的热力站进行调节,降低其资用压头,以达到全网平衡。
3)末寒期,室外温度相对较高,一般采用低流量运行同时配合间歇性调节,当室外温度达到10 ℃以上时,采用间歇性调节,分时间段进行供热,在保证用户室内温度的情况下以达到节能降耗的目的。
在集中供热运行时要注意以下几方面的问题:
1)太原市室外计算温度为-12 ℃,设计热负荷为64 m/W,随着节能建筑的大量使用、建筑的节能改造以及设备技术的更新,在实际运行中,热负荷按46 m/W~50 m/W进行调整。
2)在对热源温度进行调整时,需提前下达调度命令。一般根据管网的实际容水量和循环流量来计算出热水达到最末段的时间,提前对热源温度进行调整,以保证末段用户正常的用热。同时在供热过程中,尽量保证热源温度的恒定,因为热源温度波动较大,最不利环路中末段用户会出现较大波动,恢复时间较长,影响居民正常用热。
3)自控方面:全网平衡调节系统在调节方面起到了非常重要的作用,但是由于自控水平有限,参加全网平衡的热力站数量有限,而且加上自控设备和通讯线路比较差等原因,导致电脑显示数值和实际数值出入较大,严重影响调节效果。电动调节阀在热力站停电后自动关闭,但是在来电以后不会自动开启,无法保证热力站正常的运行,因此在投入使用自控系统的同时,要派专人进行跟踪,并对自控系统逐步进行完善。
4)回水加压泵设计一般为变频控制,若能加上自动调节,可保证回水加压泵在实际运行过程中随时自动调节,以达到全网平衡。
参考文献
供热管网量调节的节能探讨与应用 篇8
供热企业要想生存、发展, 必须重视供热质量、收费率和经济运行等各方面的问题。而这几方面都是相互关联的, 供热质量好, 收费率才会提高, 运行成本降低才能更好地促进供热质量和收费率的提高。因此从现行的供暖设施和供暖系统中挖掘潜能, 实施节能技术改造, 才能有效降低运行成本。由于城市集中供热负荷具有随气候及用热情况变化的特点, 设置变速水泵进行量调节已在应用并被实践证明可进一步节能。
1 各种运行调节方式的比较
供暖系统运行调节的方法有以下四种:①质调节。在流量不变的情况下, 改变锅炉与管网的供水温度。②量调节。在供水温度不变的情况下, 改变管网的供水流量。③分阶段变流量的质调节。可以把供暖季分为几个阶段, 在某一阶段内保持流量不变而调节供水温度, 而在变换阶段后随之改变流量。④间歇调节。改变每天供热时间的长短, 即变化锅炉运行时间。
(1) 目前普遍采用的是质调节, 按最高热负荷选设备, 设备全速运转。
不节能间歇调节可在室外温度较高的供热初期和末期作为一种辅助调节, 节能较小。分阶段改变流量的质调节可降低电耗。
根据室外温度变化而采取的分阶段改变流量的质调节是节能的一种手段。大多数供热企业为季节性供热, 季节性热负荷与室外温度、湿度、风向、风速、和太阳辐射热等气候条件密切相关, 其中对它的大小起决定性作用的是室外温度。因此参照标准气象年室外温度逐时变化和太阳辐射逐时变化, 并考虑一定的安全系数将天津市 (华北地区) 供热季大致分为三个阶段:
第一阶段:11月5日～12月5日。在本阶段内, 室外温度在波动中呈下降趋势, 最低可下降至-5～-6℃左右, 日平均气温在4～5℃左右;
第二阶段:12月5日至2月5日。在本阶段内室外温度在波动中继续下降, 大部分日平均气温在0℃以下, 本阶段为供热季的严寒期, 同时也是能耗最大时段;
第三阶段:2月5日至3月20日。在本阶段内, 室外温度在波动中呈回升趋势, 日平均气温在6～7℃左右。在实际运行中, 第二阶段按最大负荷运行锅炉台数, 第一和第三阶段可减少锅炉运行台数, 从而节约了能耗, 达到经济运行的目的。
(2) 采用量调节可极大地节约电耗。
量调节的循环水泵电耗最少。在供热管网管道尺寸已经确定的情况下, 流量与电机转数成正比, 电耗与频率的三次方成正比。
频率与转速的关系为:
n=60f (1-Sn) /P
式中:n—异步电动机即水泵转速;
f—电源频率, Hz;
Sn—电机额定转数, 即电机定子旋转磁场转速之差, 一般为5%左右;
P—电机的极对数。
由式 (1) 可看出, 当P、Sn一定时, 电机即水泵转速与输入电流的频率成正比。频率越高转速越快, 频率越低转速越慢。由水泵特性可知, 水泵流量与频率也成正比, 调节频率即调节转速, 可由变频器直接调节循环水泵。如果流量减少30%, 电功率就可节省65.7%。对于多数地区在很长一段运行时间内用70%左右的流量运行, 年减少电耗40%左右是不成问题的, 节能效果可观。
量调节对用户用热量变化的响应比质调节快得多。质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行, 管道中水流速为1～2m/s, 传到1公里远的用户需要的时间是8′20″～16′50″, 如果传送到10公里远用户就需要1.5～3h。如果水流速低, 传递时间还要增加。这种调节方式对供热半径超过10公里的区域锅炉房显然是不适应的。而量调节是以声速传递, 其响应几乎是同步的, 因此供热管网采用量调节将是发展趋势。采用关断阀、调节阀或平衡阀的方法, 初投资较小, 虽然运行初调节人员的工作量比较大, 但可以使流量控制在最佳状态, 既解决了水力平衡问题又降低了循环水泵的电耗。
2 量调节的具体方法
2.1 根除水力失调
热水网路在投入运行时, 必须很好地进行初调节。所谓水力失调就是热水供热系统中各热用户的实际流量与所要求流量之间不一致。热水网路未进行初调节时, 由于网路近端热用户的作用压差很大, 在选择用户分支管路的管径时, 又受到管道内热媒流速管径规格的限制, 其剩余作用压差在用户分支管路上难以全部消除。如网路未进行初调节, 前端热用户的实际阻力数远小于设计规定值, 网路总阻力数比设计的总阻力数小, 网路的总流量增加。位于网路前端的热用户, 其实际流量比规定流量大得多, 因此必须进行合理的流量分配。
为解决水力失调问题, 正确的做法应该是改进和完善热网, 例如在热力入口安装恒流量调节阀或自力式流量控制阀的方法, 就可以保证全网的水力平衡。它不但可以保证流入每个热用户的循环水量与设计或实际需要一致, 而且还会自动消除热网的剩余压头, 保证了热网良好的水力工况。
2.2 正确选择、安装、使用循环水泵
(1) 循环水泵扬程与流量的正确选型是节电的重点。
循环水泵扬程过高造成了电能浪费, 有时还使泵在超流量工况下工作, 使电机过载, 不得不在关小水泵出口阀门的状况下工作, 进一步造成了电能的浪费。一些人错误地把采暖系统的楼房高度作为选择循环水泵扬程的依据。他们把循环水泵的作用和补水定压泵的作用混到了一起, 忽略了循环水泵的扬程只是用来克服采暖系统的循环阻力, 而补水泵的扬程是维持采暖系统所需静水压强。循环水泵不应负担着楼房的高度。
(2) 多台泵并联运行降低了水泵效率, 大量浪费电能。
由泵的并联工况可知, 单台泵运行效率要高于多台泵并联运行。但目前许多设计者都习惯选择二开一备、三开一备、甚至多开一备的方式, 有时不但达不到所需要的流量, 而且造成了电能的巨大浪费。因此可根据运行的工况, 在同一热源或热力站中同时选择几种不同型号的水泵。因为水泵并联运行后的流量并不等于各泵铭牌流量之和, 而是一定小于铭牌流量之和。它取决于并联特性曲线与管网特性曲线的交点。经分析发现在进行管网运行调节时, 为使管网各换热站进行流量合理分配, 对大量阀门采取了节流, 造成了管网的特性曲线陡峭, 使循环泵位于低效工作区。减少一台循环泵, 并把管网上节流的大部分阀门全部打开, 发现单台泵的流量增大, 扬程略有减小, 但仍能达到两台泵时的流量分配关系。在保证泵不过载的前提下, 只运行一台泵, 可降低运行费用。例如天津市南开区宏源热力公司的津涞锅炉房, 2008年在管网的各支线安装了流量平衡阀, 使热网水力工况大为改善, 同时锅炉房将原来的3台37kW循环水泵, 两用一备更换为2台45kW循环水泵, 一用一备, 一个供暖季 (按120d计算) 可节约电费为:2×37kW×24h/d×120d×0.77元/kWh-45kW×24h/d×120d×0.77元/kWh=64310元。
(3) 供热系统循环水泵不设置止回阀, 可减小管网内阻, 节约电能。
在给排水系统中, 给水泵或排水泵出口设置止回阀是必要的。因为这些系统都是开式系统, 都是把水由低处往高处送, 或者把水从低压送往高压处。停泵时如果没有止回阀, 则水会倒流。而供热系统是一个闭式系统, 循环水泵的作用是克服管路的循环阻力, 使水在网路中循环。当水泵停止工作时, 水泵两侧的压强相等, 不会作反向流动。因此安装止回阀会增加网路的阻力, 消耗电能。热源和换热站的循环水泵出口都可不设止回阀, 但直供混水系统的混水泵和回水加压泵、补水系统的补给水泵与给水系统一样, 泵的出口应设置止回阀。对于多台水泵并联安装的情况, 按离心水泵操作规程, 不工作的水泵应关闭水泵进、出口阀门, 不需要由止回阀起隔离作用。此措施在天津市南开区宏源热力公司万德庄锅炉房已实施2年, 没有出现任何问题, 节能效果良好。在欧洲的供热系统中, 循环水泵的出口就不设止回阀。
2.3 加强管网的运行和管理
(1) 提高热源供回水温差, 是节电的重要途径。
“大流量、小温差”运行致使循环水泵电耗增加。根
据热量的计算公式Q=G·C· (Tg-Th) 可知, 当供热系统向热用户提供相同的热量Q时, 供回水温差△T=Tg-Th与循环水量G成反比例关系。即系统的供回水温差大, 则循环水量就小, 水泵的电耗就会大大降低。由此可见, 提高供热系统的供回水温差, 可大大降低运行电耗。
(2) 尽量减少热能在输送过程中的热损失。
热能输送由热网承担, 供热管道由钢管、保温层和保护层组成, 其结构依敷设形式而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。经实际检测知直埋敷设热损失最小。推广管道直埋技术可降低基础投资和运行费用。在管道敷设形式已确定的情况下, 运行期间要勤巡视, 发现漏水及时抢修、发现保温破损及时修补以减少热损失。
(3) 降低热网补水率, 节约能耗。
热网补水率可近似认为 (忽略水热胀冷缩的补充) 是输送过程失水的指标。目前热网 (特别是二级管网) 运行补水率差别很大, 在0.5%～10%范围变化。正常情况下, 应在2%左右;运行好的, 补水率可在1%以下;运行差的, 管道泄漏和用户放 (偷) 水严重, 补水率可达10%左右。系统丢失的是热水, 补充的是比回水低得多的冷水, 要把这些水加热到供水温度需要消耗大量的能耗。因此系统补水不仅是水耗问题, 热耗是更大的问题。要降低补水率就要加强运行管理, 使补水率控制在0.5%～1%。
3 结语
改变调节方式对供热节能的意义探讨 篇9
关键词：热负荷,调节,输送能力,水力平衡
在城市热水供暖系统中, 供热系统的热负荷并不是恒定的, 而是随着某些因素 (主要是室外气象条件) 的变化而不断变化的。为了保证供热质量、满足使用要求并使热能的制备和输送经济合理, 就要对热水采暖系统进行调节。
供热系统的调节方式主要有三种:
(1) 质调节——不改变系统流量, 只改变供水温度来调节热负荷的变化。
(2) 分阶段改变流量的质调节——先确定一定热负荷条件下供热系统中的流量, 在一定的流量条件下再改变供水温度。
(3) 间歇调节——改变每天供热的小时数, 适用于供热的初期和末期。目大多数供热单位主要采用的供热调节方式是质调节。
在供热系统的设计过程中, 各项设计参数是在设计热负荷的条件下选取的, 若实际的热负荷大于设计热负荷供热系统便不能保证正常供暖了, 也就是说各项设计参数是为了保证极端的条件而选取的。在正常的供热运行中, 在绝大多数情况下, 热负荷是达不到设计参数的, 供热系统是在低负荷条件下运行的。比如:目前天津地区室外设计温度是-9℃, 在-2℃时, 根据热负荷计算公式:
可以得出:实际的热负荷仅为设计热负荷的75%, 由2008-2009年供热期室外日平均气温表 (后附表) 可以看出:在整个供热期120天内, 日平均气温在-2℃以下 (热负荷在设计热负荷的75%以上) 的天数为16天;日平均气温在-2℃以上 (热负荷在设计热负荷的75%以下) 的天数为103天。若只采用质调节的方式, 供热管网中的流量仍然为设计流量, 以降低供水温度实现降低热负荷的目的, 在无形中降低了供热管网的输送能力, 也浪费了能源。比如:某供热站冬季运行两台循环水泵, 每台水泵功率90kw, 扬程32m, 流量800t/h。两台水泵并联, 流量约为1600t/h。
(1) 采用质调节的方式。管网的循环水量始终为设计流量, 即:G'/G=1 (G为设计流量, G'为实际流量) 。根据质调节供、回水温度的计算公式:
tg'=tn+0.5 (tg+th-2tn) Q1/ (1+b) +0.5 (tg-th) Q G/G'
th'=tn+0.5 (tg+th-2tn) Q1/ (1+b) -0.5 (tg-th) Q G/G'
其中:tg'为当前热负荷下的供水温度。
th'为当前热负荷下的回水温度。
tn为室内计算温度, 取18℃。
tg、th分别为设计供、回水温度, 取95/70℃。
Q为当前条件下热负荷与设计热负荷之比。
指数b由散热器的型式确定, 供热系统通常为柱形散热器, b值暂定0.3。可计算出在不同室外温度下供热系统的供回水温度, 如下表。
(2) 采用分阶段改变流量的质调节方式。先确定不同热负荷条件下, 各阶段系统中的循环流量:热负荷在设计热负荷的75%以上时, 循环流量采用设计流量, 即:G'/G=1;热负荷在设计热负荷的75%以下 (包括75%) 时, 可以通过循环水泵变频调速器将循环流量调到设计流量的75%。即:G'/G=0.75。根据质调节供、回水温度的计算公式:
tg'=tn+0.5 (tg+th-2tn) Q1/ (1+b) +0.5 (tg-th) Q G/G'
th'=tn+0.5 (tg+th-2tn) Q1/ (1+b) -0.5 (tg-th) Q G/G'
可计算出在不同室外温度下供热系统的供回水温度, 如下表:
计算分别采用以上两种调节方法循环水泵的耗电量:
(1) 用质调节方式运行整个采暖期水泵的耗电量=90×2×24×120=518400 (kw·h) 。
(2) 用改变流量的质调节方式运行整个采暖期水泵的耗电量分为两部分:
①循环流量采用设计流量 (也就是在热负荷75%以上) 运行的16天, 耗电量=90×2×24×16=69120 (kw·h) ;
②循环流量采用设计流量的75% (也就是在热负荷75%以下) 运行的104天。
先要计算一下水泵的实际功率已知:循环流量与设计流量之比G'/G=0.75, 则水泵的实际功率:N'= (n'/n) 3N= (G'/G) 3N= (0.75) 3×90=38 (kw) , 耗电量=38×2×24×104=189696 (kw·h) 。
将两部分相加得:用改变流量的质调节方式运行整个运行期水泵的耗电量=69120+189696=258816 (kw·h) 。
与质调节方式相比, 一个采暖期可节电:518400-258816=259584 (kw·h) 。
通过计算比较不难看出, 分阶段改变流量的质调节比单纯采用质调节的方式要节省一部分水泵耗电, 主要原因就是在低负荷条件下运行, 供热管路的输送能力会降低, 但供热单位在一般情况下由于担心水力失调的问题, 不敢轻易改变供热系统的循环流量, 而只能采用降低供水温度作为供热调节的主要方式, 供热管网的输送能力就降低了。分阶段改变流量的质调节方式正是利用在热负荷低的条件下, 通过以上两种方式的供回水温度表可以看出少降低供热系统的供水温度, 而采用降低一部分循环流量来达到减少输送热能, 也就是降低热负荷的目的。而供热系统中的循环流量降低了, 管网的阻力也就减少了, 从而节省了水泵的耗电量。
集中供热网控制调节技术探讨 篇10
关键词：集中供热网,控制调节策略,问题,措施
1 引言
随着计算机应用的普及近几年计算机监测和控制系统已经在我国数十个大中型供热网络中使用, 集中供热也同时得到了迅速发展不断地有新的系统建立或投产运行。大多数的这些系统都是国产技术, 以国内开发的软件和硬件为主, 同时引进了全套的北欧国家的硬件和软件系统。然而, 已经投入运行的计算机网络控制系统, 除了国内几个工程外, 包括进口项目, 大多数的系统还仅限于实时监测或手控方式进行, 而不是根据操作条件来实现自动控制所产生的经济效益和社会效益与投资不成比例从而导致高投资的计算机系统不能发挥其所有功能, 。究其原因, 一个是系统不可靠、没有精确的参数测量, 进行自动控制的依据是错误的测量数据, 就会导致错误的结果从而造成事故, 这需要进一步提高计算机硬件和软件解决问题。此外还有一个更重要的原因就是缺乏行之有效的控制方法。本文就上述问题进行分析讨论。
2 我国热网管理与国外尤其是北欧相比较呈现的特点
(1) 在我国采暖收费是按面积计算收费, 和北欧国家主要是通过使用的热量进行收费。
(2) 大多数北欧国家供暖散热器都有温控阀, 我国几乎没有。
(3) 热发电厂和供热网络分为两个管理、不充分的峰值热源。
(4) 国内热网就是供暖, 而国外除了供暖还提供生活热水。
3 集中供热网控制调节策略的探讨分析
3.1 单独控制的热力站
单独控制的热力站一般连接的是建筑面积2万～6万平方米的二级管网。其设计原理是可行的, 但在实际操作中确有很多的问题:当室外温度降低时, 按照常规规律, 热力站为加大一次网流量, 纷纷打开一次侧阀门, 这样就是在供水的温度升高, 能够适应室外的温度。这是就出现了相应的调节, 一个是通过蒸汽量的增加使供水温度提高与室外温度适应, 一个是同时增大回水流量与蒸汽流量确保在室外降温的情况下供水的温度不变。这两种调节方式的问题在于, 如果采用前一种调节方式, 由于供热站和热源之间的距离太长导致了热源的温度损失过大要经过一段很长的时间才能在各热力站之间体现出来。所以每一个热力站首先采取的应对措施就是加大阀门的开启量来增加热流量。所以在近端热力站通过大开阀门的方式来满足流量的要求和出口温度的要求, 但是由于增长的总流量有控制要求, 而远端的热力站就会采取减少流量来进一步打开阀也无济于事, 直到阀门开启到最大同时二次网络出口温度仍然不能满足要求。这样开始热源温度升高效应反应不如在近端热站反应明显。近端热源站采取关闭阀门以维持温度, 这使得远程的每个热力站的流量大幅度增加, 当温度升高以后才能逐渐在网络远程站方向热水开始循环流动, 使远程站温度上升, 将导致远程站也开始用将供水阀门调小的方式来保持温度。这些调节会使网络中的流量减少, 因此热源出口温度进一步上升。为了保持热源出口温度, 要是适当减少蒸汽量, 然后蒸汽流量又将逐渐引导热站逐渐打开阀门。二者之间的时间延迟大约是十几分钟到一两个小时, 有时振荡现象将持续很长时间, 直到系统不能正常工作。
3.2 最不利端压差控制
这种控制方式广泛用于北欧国家, 主要的循环泵采用变速泵, 使压差可以保持在所需的值, 根据测量结束回压差控制泵的转速, 通过这种方式采取自动调节流量的方式使每个用户可以根据自己的实际需求满足其要求。理论上可以满足各种各样的情况, 在能保持持续的出口温度的热源同时, 用户需要通过增加热量和增加流量的方式从而推动阀, 当主要的流量增加时压差降低, 在终点的每一个其他用户流量降低。此时, 主循环泵速度的增加和增加流量并恢复压力差直接达到最后设定值, 然后将返回到用户设置流量的基点上。因此, 整体来看该系统可以维持正常工作状态。然而当系统在正常情况下突然增加流动热力站, 对于每个热力站都允许它调整吗?如果它是采取基于使用热量的多少来收费, 最终的用户费用可以采用这种方式。任何热站在任何时间可以增加以阀流量的方式来增加最终的热量。这就是为什么整个北欧普遍使用的原因所在。如果这种收费是按照建筑面积计算, 而整个热网不为完全满足用户需要为调整目标而是为了节省总热容量, 在满足供热采暖建筑的基本要求的前提下最小化总热负荷为目标。当总热量减少时其经济效益越高。所以只有在主循环泵转速维持压差结束时, 还需要至少采取每个用户单独控制的管理方式作为补充, 尽可能地减少大量的供暖热用户以达到节省总热负荷的目的。
3.3 固定各热力站流量
收费通常是根据建筑面积的大小来确定收费的标准, 是根据转运站面积计算每个热力站的流量标准。根据室外温度变化调整出口温度的热源, 这是一种管理模式。我国网络控制模式下不存在振荡和部分热站在前面的热负荷。仔细分析该方法仍有不足之处:由于各个类型建筑的走向不同热站实际加热区域很难统计面积准确, 如单位面积的热负荷是不可能相同的。供热公司承诺最终用户室温不低于规定的限制, 但是如果室内的温度过高, 高热力公司也无法收取更多的费用。如果室温太低通常会收到客户投诉, 所以更好的方法是尽量使每个热力站之间均匀加热效应。如果没有自动控制系统完全依靠手动调节, 它可以做的最好的, 但如果安装自动控制设备, 进口的每个热站阀能自动调节, 可以使所有的加热效应更接近加热理想值使电站的总热负荷损失进一步减少, 在供热公司没有增加加热成本的前提下获得更多的经济效益。
3.4 均匀性调节
根据以上分析认为在我国的管理模式供热系统应采用均匀性调整的方式进行供热。对于每个热力站应在热站之间通过调节供水阀门的方式使加热效果达到一致温度测量参数作为控制目标。
为保证供热目标热力站二次网回水温度相互一致, 能够调整每个热力站供水阀来充分保证均匀加热, 确保温度达不到要求的用户或室内温度过热的现象均衡起来, 既避免客户投诉也防止了大量的热能损失, 因此是保证供热需求的情况下最节省的可调整方式, 也可以使管理的网络调整方法的热性质的公司经济效益最大化。通过计算机网络的调节要求必须中央控制将每个热力站控制机在一起, 测量热站两次每个网侧的回水温度, 计算出全网甚至调整后平均回水温度, 将这个值到每个热站作为一组特定的监管单位统一的监管。由于热力站的供热面积不经常变化, 负荷主要是因为外面的温度, 因此与外界温度变化的热站热负荷的同步或高或低, 不同加热电站热负荷比的基本保持不变。统一的系统监管是必不可少的。随着室外温度的变化, 为了充分保证加热效应热调整发送指令应协调统一, 只有这样才能减少和增加水的温度。当室外温度发生大的变化通过提高整体循环流动的方式得以解决。无论哪种方式都是在全面降低或提高热力站的供热效果上为主要手段, 在实际应用中相当多的供热网络的热网及热源是由两个单位分别管理, 很难要求热源和热网同步调节。
4 结论
根据以上分析, 根据区域的供热费、热源和热网管理现状, 作者认为分别调节热网可以分为两个独立的部分, 根据温度变化的综合发电和供热需求客观调控二次分热站回水温度的均衡性, 这种方式可以使热网运行运行更加的稳定, 可以在保证供热需求的前提下, 使加热和热源厂应当取得最大的经济效益, 适合当前的集中供热调节控制管理体制。
参考文献
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