多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)及應(yīng)用

李敏

(新疆華電喀什熱電有限責(zé)任公司，新疆 喀什　844000)

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多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)及應(yīng)用

李敏

(新疆華電喀什熱電有限責(zé)任公司，新疆 喀什844000)

為平衡熱網(wǎng)中每個(gè)換熱站的用熱量，提出了多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)，介紹了該技術(shù)的總體思路及關(guān)鍵技術(shù)。多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)應(yīng)用后，整個(gè)熱網(wǎng)的水力平衡得到較大提高，提高了供熱品質(zhì)，減少了人力維護(hù)，有效避免了管網(wǎng)破裂、泄漏事故。

多熱源供熱系統(tǒng)；熱網(wǎng)；平衡；壓力；流量

0　引言

城市供熱是北方城市居民生活的基本條件，是一項(xiàng)重要的民生工程，事關(guān)千家萬戶的利益。由于我國供熱區(qū)域龐大，能源消耗量也十分大，導(dǎo)致環(huán)境污染問題突出。大熱網(wǎng)系統(tǒng)的供熱平衡調(diào)節(jié)主要由人工根據(jù)指示進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)量無法控制且各單站內(nèi)并非同時(shí)調(diào)節(jié)，局部調(diào)整不同步，會導(dǎo)致熱網(wǎng)壓力波動大，很難實(shí)現(xiàn)平衡用熱，想要降低能耗和減少補(bǔ)水量難度很大。同時(shí)，城市供熱面積大，管線曲折且長度很長，供熱時(shí)為了平衡前、末端的換熱站用能量，大都采取增加一次循環(huán)泵的流量和揚(yáng)程等措施，導(dǎo)致壓力、流量增大。管道壓力增加造成高溫水泄漏量增大而需要補(bǔ)水，而補(bǔ)進(jìn)的冷水又需要鍋爐加熱，造成燃料浪費(fèi)。

1　總體技術(shù)思路及關(guān)鍵技術(shù)

1.1總體技術(shù)思路

多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)的總體技術(shù)思路是采用實(shí)時(shí)、可調(diào)節(jié)流量的控制方式來平衡熱網(wǎng)中每個(gè)換熱站的用熱量。應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)場控制技術(shù)，采用壓力、流量聯(lián)合控制的模式，通過網(wǎng)絡(luò)通信方式，實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的平衡用熱[1]，減少因壓力變化過大造成的能源浪費(fèi)和水資源浪費(fèi)，并改善用戶的供熱效果，提供供熱效率，進(jìn)而達(dá)到降低能源消耗和減少補(bǔ)水量的目的。

采用多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)，通過電子控制、信號采集、流量調(diào)節(jié)等技術(shù)，保證大型熱網(wǎng)，尤其是多熱源供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)的熱源利用平衡[1]，使得熱源輸出變得更加容易，效率更高，避免平衡失調(diào)造成浪費(fèi)，為提高供熱品質(zhì)和能源利用率起到良好的示范效應(yīng)，為節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境做出巨大貢獻(xiàn)，具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。

1.2關(guān)鍵技術(shù)

多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)是流量控制，所謂的流量控制不是簡單地對流量進(jìn)行控制，而是融合了氣候補(bǔ)償控制技術(shù)對流量進(jìn)行綜合控制，實(shí)現(xiàn)按需取熱的目的，最大限度地節(jié)約能源。

該技術(shù)在熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立了一個(gè)水壓模型，顯示熱網(wǎng)系統(tǒng)理論水壓圖，同時(shí)還將實(shí)際采集的壓力數(shù)值在水壓模型圖上并行顯示，供管理人員比較，使整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的壓力一目了然。

通過檢測熱網(wǎng)系統(tǒng)中各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)，及時(shí)了解系統(tǒng)中壓力的變化情況，當(dāng)補(bǔ)水量增大疑似漏水時(shí)，可根據(jù)壓力系統(tǒng)圖的變化判斷出大概的漏水線路，為盡快找到漏點(diǎn)提供指導(dǎo)。通過平衡流量分配，可以避免系統(tǒng)中壓力失調(diào)；通過平衡系統(tǒng)，能保證供熱系統(tǒng)在合理的設(shè)定值范圍內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行，減少燃料消耗量和補(bǔ)水量。

多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)能將各站內(nèi)平衡控制系統(tǒng)采集的壓力信號、流量信號上傳到熱網(wǎng)監(jiān)控中心，中心能方便地進(jìn)行系統(tǒng)查看，熱網(wǎng)系統(tǒng)水壓圖、流量圖對比以及數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計(jì)、查詢和打印，便于管理人員實(shí)時(shí)了解熱網(wǎng)數(shù)據(jù)并查詢、分析歷史數(shù)據(jù)[2]。

多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)應(yīng)用于大面積供熱管線中各個(gè)站點(diǎn)的熱源平衡控制，主要是平衡管網(wǎng)水系統(tǒng)的壓力和流量，節(jié)約燃料并減少因高溫水泄漏造成的能源浪費(fèi)和水資源浪費(fèi)。多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、各換熱站內(nèi)的熱源平衡控制系統(tǒng)、壓力傳感器、流量計(jì)以及通信設(shè)備組成，既可現(xiàn)場進(jìn)行控制，也可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，保證供熱管網(wǎng)中壓力平衡、流量均衡，避免由于管網(wǎng)的前、末端壓差過大而造成供熱不均衡。

該技術(shù)通過構(gòu)建一個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的水力系統(tǒng)圖，使到達(dá)各熱力站的一次熱源壓力均維持在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)，形成一個(gè)可視的水壓變化圖和流量分配圖，通過對比設(shè)定值與實(shí)際采集的數(shù)值，判斷熱網(wǎng)系統(tǒng)的水壓平衡和流量分配的合理性。熱網(wǎng)系統(tǒng)中，每座換熱站內(nèi)的熱網(wǎng)平衡控制系統(tǒng)將采集的壓力信號、流量值與設(shè)定值進(jìn)行對比，當(dāng)采集流量出現(xiàn)偏差時(shí)，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，將進(jìn)入換熱站內(nèi)的流量控制在設(shè)定的范圍內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)還采集二次熱網(wǎng)系統(tǒng)的供水溫度和室外溫度，采用氣候補(bǔ)償技術(shù)作為流量調(diào)節(jié)的輔助控制，將設(shè)定的室外溫度和二次供水溫度的補(bǔ)償曲線作為系統(tǒng)控制的理論依據(jù)：當(dāng)控制系統(tǒng)采集的二次供水溫度超出設(shè)定值時(shí)，減小一次熱網(wǎng)的流量；當(dāng)二次供水溫度低于設(shè)定值時(shí)，則增加一次熱網(wǎng)的流量；但當(dāng)一次熱網(wǎng)流量超出設(shè)定流量的上限時(shí)，系統(tǒng)則報(bào)警并反饋至監(jiān)控中心[3]。

站內(nèi)的平衡控制系統(tǒng)將采集的一次網(wǎng)熱源的壓力信號與設(shè)定值進(jìn)行比較，繪制差值圖形并反饋給監(jiān)控中心，以便管理人員實(shí)時(shí)了解整個(gè)熱網(wǎng)的壓力分布情況，決定是否采取調(diào)整措施來維持整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的水壓平衡。

2　實(shí)施后的效果

多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)在喀什市熱網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用后，整個(gè)熱網(wǎng)的水力平衡得到較大提高，減少了大量的人力維護(hù)，提高了供熱品質(zhì)，減少了管網(wǎng)破裂、泄漏事故。通過智能化熱源平衡控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能，還可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱網(wǎng)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)了解整個(gè)熱網(wǎng)的壓力變化，全面控制整個(gè)熱網(wǎng)的運(yùn)行情況：監(jiān)視熱網(wǎng)最不利點(diǎn)的壓差，提供熱源調(diào)節(jié)處理熱網(wǎng)變化的依據(jù)；熱網(wǎng)出現(xiàn)泄漏事故，可在第一時(shí)間通過系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障，減小事故停暖面積，縮短事故處理時(shí)間。多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)的投運(yùn)，優(yōu)化了熱網(wǎng)運(yùn)行方式，有效提高了供熱質(zhì)量。項(xiàng)目實(shí)施后，2014—2015年采暖期換熱站單位面積電耗減少1.87×10-3(kW·h)/d，節(jié)約電量2.519 5 GW·h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1 017.88 t，按電價(jià)0.44 元/(kW·h)計(jì)算，節(jié)約電費(fèi)110.85萬元；采暖期熱指標(biāo)同比降低5.24 W/m2，供熱量減少627.1 TJ，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2.14萬t，節(jié)約749萬元。該技術(shù)應(yīng)用后，共計(jì)節(jié)約成本859.85萬元，既響應(yīng)了加快建設(shè)節(jié)約型社會的要求，又符合國家環(huán)保政策，同時(shí)還對提升供熱企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、保障可持續(xù)性發(fā)展有著十分重要的指導(dǎo)作用。

3　結(jié)束語

集中供熱是一項(xiàng)重要的民生工程，供熱質(zhì)量直接影響居民的生活質(zhì)量，通過對熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行多熱源供熱系統(tǒng)熱源平衡分配技術(shù)改造，使整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)水力平衡得到了極大改善，降低了管網(wǎng)壓力，減少了管網(wǎng)破裂泄漏事故，有效減少了熱損失，達(dá)到了節(jié)能減排和減員增效的目的，對改善民生、提高供熱質(zhì)量、提高供熱企業(yè)效益等有著重要的意義。

[1]石兆玉.供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)與控制[M].北京：清華大學(xué)出版社，1994.

[2]西亞庚，楊偉成.熱水供暖技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.

[3]孫長玉，袁軍.供熱運(yùn)行管理與節(jié)能技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

(本文責(zé)編：劉芳)

2016-03-02；

2016-06-08

TU 995

B

1674-1951(2016)06-0049-02

李敏(1979—)，男，甘肅武威人，副總經(jīng)濟(jì)師，工程師，從事企業(yè)經(jīng)營管理和熱動方面的工作(E-mail:37564676@qq.com)。