簡述供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)的方法

張瑞雪

摘要：作為在建筑能耗中占比巨大的冬季供熱能耗，在實際運行過程中有非常大的節(jié)能降耗潛力。隨著供熱企業(yè)對國家能源使用的長遠(yuǎn)目標(biāo)的認(rèn)知加深，在供熱系統(tǒng)運行產(chǎn)生的水、電、熱等能耗也越來越受到企業(yè)重視，但由于現(xiàn)存建筑物的時間跨度較長以及施工標(biāo)準(zhǔn)的不同導(dǎo)致供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)運行中“大流量，小溫差”的問題還普遍存在。結(jié)合供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)的實際運行情況，以及對二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)相關(guān)問題的解析，本文總結(jié)出一種效果不錯的調(diào)節(jié)方法。

關(guān)鍵詞：供熱能耗;節(jié)能降耗;供熱系統(tǒng)二次網(wǎng);平衡調(diào)節(jié);調(diào)節(jié)方法

1引言

近年來，隨著大量建筑拔地而起，建筑能耗問題已經(jīng)被社會普遍關(guān)注。據(jù)有關(guān)研究表明，社會總能耗中的30%左右被建筑能耗所使用。而在建筑能耗中，冬季供熱能耗與夏季供冷能耗占比達到65%，其它諸如熱水供應(yīng)、電氣設(shè)備、炊事等能耗共同占比35%。在此能耗占比下，冬季供熱能耗占到了建筑能耗中的32.5%左右。因此，冬季供熱能耗的主動節(jié)約是達成國家可持續(xù)發(fā)展長遠(yuǎn)目標(biāo)中非常有潛力的一項工作。

供熱市場的快速發(fā)展，讓多數(shù)供熱企業(yè)在供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)投入了相當(dāng)多的人力物力。電動閥、微電腦控制柜等自動化設(shè)備的出現(xiàn)，讓一次網(wǎng)的運行管理水平有了很大的提升。而在供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)這個與熱用戶之間的情況更敏感，管路走向更為復(fù)雜的系統(tǒng)中，管網(wǎng)失衡的問題還普遍存在。為了解決二次網(wǎng)失衡導(dǎo)致的末端不熱，多數(shù)供熱企業(yè)不得已采取超出設(shè)計之外的運行模式，使得水、電、熱等能耗大幅增加。

從解決二次網(wǎng)不平衡的途徑來看，加裝自力式平衡裝置是最好的辦法。但對于企業(yè)來說，大部分現(xiàn)存的二次網(wǎng)加裝自力式平衡裝置需要的巨大投資規(guī)模是難以承受的。相較而言，通過二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)解決水力失衡問題的方式更為可行。

2 二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)的目的

首先，從供熱效果的角度出發(fā)，在二次網(wǎng)中除了個別因堵塞或在注水期間積氣導(dǎo)致的部分管網(wǎng)循環(huán)不良等原因之外，實際上供熱期中室溫不達標(biāo)的用戶，多數(shù)還是處在二次網(wǎng)系統(tǒng)的最不利環(huán)路上，即供熱行業(yè)中經(jīng)常提及的末端。因為此環(huán)路的循環(huán)流量相對不足，供熱效果自然不盡人意。針對這一普遍問題，假如只是提高二次網(wǎng)循環(huán)流量，同時增加一次網(wǎng)流量，提升二次網(wǎng)供回水溫度，雖然能減輕末端不熱的嚴(yán)重程度，但同時也會形成處在管網(wǎng)前端用戶室溫大幅超高的結(jié)果。再從能耗角度來看，循環(huán)流量的增加會直接導(dǎo)致運行水耗上升，并且循環(huán)泵的功率與其流量的三次方成正比，循環(huán)流量的增加也會使得電耗水平大幅上升。并且，據(jù)相關(guān)研究成果表明，總耗熱量中的30%是由二次網(wǎng)失衡而損失掉的。

上述問題通過二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)，既可以節(jié)省一次網(wǎng)流量，從而達到整體節(jié)能降耗的目標(biāo)，又能夠兼顧二次網(wǎng)各個環(huán)路的供熱效果，可謂是一舉兩得。

3 二次網(wǎng)平衡標(biāo)準(zhǔn)的確定

在平衡調(diào)節(jié)中評估平衡效果的標(biāo)準(zhǔn)有兩個，一個是回水溫度平衡，另一個是流量平衡。從兩者的調(diào)節(jié)過程來看，以回水溫度為標(biāo)準(zhǔn)的平衡調(diào)節(jié)在實際操作過程中往往不能直觀的看到。一方面，由于二次網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模大小不一，水溫變化也會有一定的滯后性，自調(diào)節(jié)開始到回水溫度穩(wěn)定，周期往往不能確定。另一方面，受管網(wǎng)建造期間從設(shè)計到施工等環(huán)節(jié)成本控制的影響，多數(shù)二次網(wǎng)一般不會加裝溫度計及其它管網(wǎng)配套附件，以至于不能直接得到溫度值，而通過測溫槍等儀器對管壁溫度進行測量，也會因為環(huán)境因素讓結(jié)果偏差較大，使得回水溫度測量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)，因此，以回水溫度平衡為標(biāo)準(zhǔn)在實際運用中的難度較大。而經(jīng)過超聲波流量計測量，能夠相對快速并準(zhǔn)確的得到管網(wǎng)流量數(shù)據(jù)，之后再根據(jù)計算出的流量就可以進行調(diào)節(jié)。所以以流量平衡為標(biāo)準(zhǔn)的可操作性更強。

4 二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)的方法

二次網(wǎng)的水力失衡可分為水平和垂直兩種。而能否消除水平失衡對調(diào)節(jié)效果來說更為重要。本文也主要針對水平失衡調(diào)節(jié)進行探討。通過對以往阻力法，比例法等方法的分析，結(jié)合一定的實踐經(jīng)驗，本文總結(jié)出一種稱為“供暖系統(tǒng)二次網(wǎng)實際流量分配法”的方法。其具體過程如下：

第一步：分析目標(biāo)小區(qū)往年的單位面積熱指標(biāo)，通過公式：

Q=GC（tg-th）

反向推導(dǎo)出單位面積流量G，用此流量乘以目標(biāo)機組的供暖面積就可以確定目標(biāo)機組循環(huán)泵的循環(huán)流量預(yù)設(shè)值。

第二步：由于二次網(wǎng)外部管路的情況不一，實際運行情況中往往與換熱站內(nèi)的循環(huán)泵出力不相符，所以在確定好的換熱站內(nèi)循環(huán)流量后，再對二次網(wǎng)外部管路的所有支路進行流量測量核準(zhǔn)，如所有支線管路流量能與換熱站內(nèi)循環(huán)泵總出量相吻合，則說明此二次網(wǎng)的運行效果良好。不能吻合是由于管網(wǎng)環(huán)路存在問題，出現(xiàn)了阻力偏差。無論哪種情況，均使用外部支管總流量進行平衡分配。

第三步：用外部支管總流量除以目標(biāo)機組的供暖面積就得出了單位面積流量的預(yù)設(shè)值，再用此單位面積流量乘以各個支路所帶的總面積，就得到了支路流量預(yù)設(shè)值。

第四步：配合超聲波流量計對所有支路進行按照預(yù)設(shè)值調(diào)整，首先將流量偏高的環(huán)路按照從前到后的順序依次調(diào)整到預(yù)設(shè)值，調(diào)整結(jié)束后，進行一遍所有支路的整體流量測量。因為“水”這一介質(zhì)的物理特性，需要進行至少兩遍調(diào)整之后，就可以達到與預(yù)設(shè)值基本相符的結(jié)果。平衡調(diào)整會使外部管網(wǎng)阻力加大，總循環(huán)流量會因為外部管網(wǎng)阻力的變大而減小，此結(jié)果是正常情況。

5 ?總結(jié)

在二次網(wǎng)實際運行中采用該方法調(diào)節(jié)以后，流量的失調(diào)得到了明顯的減弱，調(diào)整效果比較明顯。該方法的調(diào)節(jié)效果及準(zhǔn)確性，與大量的實踐密不可分。供熱技術(shù)人員應(yīng)該在實踐過程中不斷積累經(jīng)驗并完善此方法，以達到熟練掌握的目的。

在快速發(fā)展與能源日益緊張的當(dāng)前社會形勢下，盡己所能的對二次供熱管網(wǎng)做好平衡調(diào)節(jié)，以按需均衡供熱為目標(biāo)，做到供熱的節(jié)能減排，是每一位供熱工作人員的義務(wù)與責(zé)任。

參考文獻：

[1]董紹武。供熱運行調(diào)節(jié)與熱平衡的優(yōu)化途徑分析[ J ]。內(nèi)蒙古財經(jīng)學(xué)院學(xué)報（綜合版），2011。

[2]冉春雨，崔明輝，王春清。供熱工程?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2009。

[3]丁鋒，秦玉龍。集中供熱協(xié)調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究[ J ]?？萍紕?chuàng)新與應(yīng)用，2018。