談集中供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

趙永平

(太原市熱力公司，山西太原 030001)

0 引言

在城市集中供熱系統(tǒng)中，供暖熱負(fù)荷是最主要的熱負(fù)荷，甚至是唯一的熱負(fù)荷。在系統(tǒng)供熱運(yùn)行過(guò)程中，主要考慮供暖熱負(fù)荷的變化規(guī)律來(lái)調(diào)節(jié)供熱量。在供暖期，集中供熱系統(tǒng)對(duì)采暖建筑物供熱時(shí)，在任何室外溫度條件下，都應(yīng)達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，使室內(nèi)溫度達(dá)到供熱溫度(18±2)℃。如達(dá)不到(18±2)℃溫度，應(yīng)核實(shí)設(shè)計(jì)的原因，還要對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)滿足熱用戶所需的溫度。根據(jù)室外溫度的變化來(lái)對(duì)供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到供需平衡，即按需供熱，以保證室內(nèi)溫度滿足用戶要求。為保證供熱的經(jīng)濟(jì)性和可靠性必須對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到供熱的最佳效果和節(jié)能降耗的雙重目的。

1 供熱系統(tǒng)供暖調(diào)節(jié)的目的

冬季供暖是關(guān)系民生的大事，是關(guān)系到千千萬(wàn)萬(wàn)老百姓的事。在保證室內(nèi)溫度的條件下，還要節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本。如果仍然按照設(shè)計(jì)熱負(fù)荷向熱用戶供熱，大多數(shù)時(shí)間會(huì)使室內(nèi)溫度過(guò)高而造成能源浪費(fèi)。因此在熱水供熱系統(tǒng)中，通常按照供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律，作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。那么供熱調(diào)節(jié)就顯得格外重要了。換熱器及采暖系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中除應(yīng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)(流量、溫度、壓力)的調(diào)整外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中建筑物供暖熱負(fù)荷的大小及室內(nèi)溫度的高低隨著室外溫度、日照、風(fēng)速等氣象參數(shù)的改變而變化等情況對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

供熱調(diào)節(jié)的目的:

1)使供熱系統(tǒng)中各個(gè)熱用戶的室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值;

2)使供熱系統(tǒng)達(dá)到熱需平衡，即按需供熱。在保證室內(nèi)溫度的條件下，減少熱能的不必要浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)供熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)約能源。

2 供熱調(diào)節(jié)原理

當(dāng)熱水供暖系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，若不計(jì)管網(wǎng)沿途熱損失時(shí)，存在下列平衡關(guān)系:熱水供熱系統(tǒng)的供熱量應(yīng)等于用戶散熱設(shè)備的散熱量，同時(shí)也應(yīng)等于供暖用戶圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量。基于熱平衡原理，推導(dǎo)供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的計(jì)算公式:

3 供熱調(diào)節(jié)的方式

熱水采暖系統(tǒng)主要由水—水交換器、循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、二次管網(wǎng)及室內(nèi)散熱器(地暖)組成。根據(jù)室外溫度的變化，除應(yīng)對(duì)水—水交換器運(yùn)行的供水溫度、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制外，還應(yīng)根據(jù)采暖初期、采暖末期、采暖時(shí)間等的變化情況，對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)進(jìn)行熱力調(diào)節(jié)，從而使二次網(wǎng)熱交換器出口水溫達(dá)到設(shè)定值。

熱水供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式分為初調(diào)節(jié)和運(yùn)行調(diào)節(jié)。

在系統(tǒng)投入運(yùn)行初期進(jìn)行的調(diào)節(jié)，稱為初調(diào)節(jié)。在供熱過(guò)程中，由于各種原因，各熱用戶實(shí)際流量很難與設(shè)計(jì)流量相符，即靠近熱源的熱用戶流量過(guò)大，遠(yuǎn)離熱用戶流量過(guò)小。主要解決熱力工況的水平調(diào)節(jié)。

在供熱過(guò)程中，對(duì)熱水供熱系統(tǒng)進(jìn)行的運(yùn)行調(diào)節(jié)，稱為供熱調(diào)節(jié)，即運(yùn)行調(diào)節(jié)。供熱調(diào)節(jié)主要是解決供熱質(zhì)量和供熱經(jīng)濟(jì)性。

3．1 質(zhì)調(diào)節(jié)

在進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，只改變系統(tǒng)的供回水溫度，而供暖系統(tǒng)的循環(huán)流量保持不變。集中質(zhì)調(diào)節(jié)是目前最為廣泛采用的供熱調(diào)節(jié)方式。質(zhì)調(diào)節(jié)只需在熱源處改變網(wǎng)路供回水溫度，特點(diǎn)是網(wǎng)路水力工況穩(wěn)定，管理簡(jiǎn)單，操作方便，浪費(fèi)了水泵的電能，耗電量大;熱網(wǎng)遠(yuǎn)端與近端的熱用戶溫度有明顯的時(shí)間差。

3．2 流量調(diào)節(jié)

在室外溫度不斷的變化下，熱源隨著溫度的變化而不斷改變供暖網(wǎng)路循環(huán)水流量，而網(wǎng)路的供水溫度保持不變的調(diào)節(jié)方法，稱為流量調(diào)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)行中，隨著室外溫度的不斷變化而改變網(wǎng)路流量難以運(yùn)行管理，這樣會(huì)使供暖系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的豎向熱力損失，所以，目前在國(guó)內(nèi)很少采用單一集中流量調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，流量調(diào)節(jié)作為質(zhì)調(diào)節(jié)的一種輔助形式，對(duì)部分供暖系統(tǒng)起輔助性的調(diào)節(jié)。流量調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是水力工況穩(wěn)定性差，實(shí)用性差，但與質(zhì)調(diào)節(jié)相比較，在供熱面積相當(dāng)?shù)那闆r下既節(jié)約了電能又節(jié)約了熱能。

3．3 分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)

在區(qū)域鍋爐房熱水供熱系統(tǒng)得到較多應(yīng)用。特點(diǎn)是綜合了質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省電能。調(diào)節(jié)方法:把供暖期按室外溫度分成幾個(gè)階段，在較低的階段，保持流量最大，在較高的階段，保持流量最小。在每個(gè)階段流量不變，按改變供水溫度進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方法叫分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。

3．4 質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)

根據(jù)供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷變化情況來(lái)改變供熱系統(tǒng)中的循環(huán)水量和供回水溫度來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，就是質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)。根據(jù)供熱系統(tǒng)的特征，在保證供熱質(zhì)量的大前提下，對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)，在不同的室外溫度下，都有一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的最佳流量和溫度差。所以，質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)是最佳的調(diào)節(jié)方式。這種調(diào)節(jié)既達(dá)到了最佳的供熱效果，又達(dá)到了最大限度的消耗電能和熱能。供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接連接時(shí)隨室外溫度的變化，需同時(shí)對(duì)熱水網(wǎng)路和供暖用戶進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)行中，在對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量—流量雙調(diào)時(shí)必須進(jìn)行水力平衡調(diào)試，避免樓與樓之間的熱量不平衡，還須具備精確的水溫、流量控制技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，否則會(huì)因水溫控制不好，雖水泵節(jié)能卻鍋爐耗能，得不償失。

3．5 間歇調(diào)節(jié)

在采暖初末期當(dāng)室外溫度升高時(shí)，不改變網(wǎng)路的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天的供暖時(shí)數(shù)，這種供熱調(diào)節(jié)方式稱為間歇調(diào)節(jié)。間歇調(diào)節(jié)可以使供暖系統(tǒng)在采暖初末期采用的一種輔助調(diào)節(jié)措施，網(wǎng)路的循環(huán)水量和供水溫度不變，每天的供暖時(shí)數(shù)隨室外溫度的升高而減少。

3．6 熱量計(jì)量調(diào)節(jié)

采用熱量計(jì)量裝置，根據(jù)系統(tǒng)的熱負(fù)荷變化直接對(duì)熱源的供熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，即熱量計(jì)量調(diào)節(jié)法。用戶調(diào)節(jié)，熱用戶實(shí)現(xiàn)熱計(jì)量收費(fèi)以后家中裝有三通或雙通溫控閥，根據(jù)自身的生活習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱源與熱網(wǎng)調(diào)節(jié)，熱源應(yīng)按照控制系統(tǒng)中的循環(huán)水量和供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證控制指標(biāo)的前提下，鍋爐采用最佳的燃燒狀態(tài)尋求調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

在選用集中調(diào)節(jié)的方法時(shí)，供熱主管部門(mén)和運(yùn)行管理人員一定要因時(shí)、因地，根據(jù)每一個(gè)供熱系統(tǒng)的實(shí)際情況(采暖初期和采暖終期、白天和夜間室外空氣溫差大)靈活應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)供熱期采用一種調(diào)節(jié)方式是不多見(jiàn)的，往往是幾種方法結(jié)合使用。如有的系統(tǒng)，在整個(gè)采暖期選用質(zhì)調(diào)節(jié)為主的調(diào)節(jié)方式，只是在初寒和末寒期，采用質(zhì)調(diào)節(jié)和間歇調(diào)節(jié)相結(jié)合的方法，也有的系統(tǒng)在整個(gè)采暖期中采用分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)與改變每天供暖時(shí)數(shù)相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式。供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對(duì)供熱系統(tǒng)的安全節(jié)能運(yùn)行有主要作用。

［1］ 王清宇．供熱工程［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005．