論集中供熱系統(tǒng)的水力平衡調(diào)節(jié)與節(jié)能措施

楊偉

山東省魯商冰輪建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東濟(jì)南 250000

1 集中供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因分析

供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的主要原因有：首先，熱網(wǎng)各支路的規(guī)格型號是離散的，熱媒與管道之間的摩擦力也是不同的。隨著熱介質(zhì)輸送距離的增加，輸送流量逐漸消失。為了滿足遠(yuǎn)程用戶的供熱要求，其他用戶的可用壓頭會有剩余，這是造成水力不平衡的原因之一。二是設(shè)備選型與實(shí)際熱網(wǎng)特點(diǎn)不匹配，也會造成水力不平衡，造成實(shí)際供熱流量與設(shè)計(jì)供熱流量的偏差。第三，集中供熱系統(tǒng)的熱流量變化與用戶數(shù)密切相關(guān)[1]。供熱系統(tǒng)用戶數(shù)的變化會引起集中供熱管網(wǎng)的流量再分配和水力失調(diào)問題。第四，供熱系統(tǒng)中用戶需求的變化，如用戶住宅建筑保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變化，室內(nèi)散熱設(shè)備的變化，這些間接轉(zhuǎn)化為供熱流量需求的變化，也會帶來管網(wǎng)水力不平衡的產(chǎn)生。五是供熱系統(tǒng)設(shè)備缺乏維護(hù)，老問題部件沒有及時(shí)更新。

2 消除水力失調(diào)，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的改進(jìn)方案

2.1 全面水力系統(tǒng)平衡的優(yōu)化方案

液壓系統(tǒng)綜合平衡是一種綜合優(yōu)化方案。其實(shí)現(xiàn)的主要依據(jù)是任何一個系統(tǒng)都會同時(shí)存在靜態(tài)和動態(tài)的水力不平衡，僅僅解決其中一個問題并不能解決這兩個問題。因此，采用靜態(tài)和動態(tài)同步調(diào)整綜合水力平衡優(yōu)化方案，保證整個供熱系統(tǒng)的水力平衡。該方案能在較為復(fù)雜的供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)水力平衡調(diào)節(jié)，從根本和根本上解決了靜態(tài)和動態(tài)不平衡兩個問題。一般來說，它可以最大限度地節(jié)約能源和資源消耗。

2.2 技術(shù)改進(jìn)計(jì)劃

從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展到現(xiàn)在，為了實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)的聯(lián)合監(jiān)測，應(yīng)及時(shí)調(diào)整各換熱站的供、回水溫度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，奠定技術(shù)基礎(chǔ)。進(jìn)一步節(jié)能減排。優(yōu)化技術(shù)有三種方案：①室內(nèi)供熱管道由原來的垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)改為水平雙管并聯(lián)系統(tǒng)，達(dá)到了分戶供熱的目的。采暖管道采用耐高溫PP-R塑鋁穩(wěn)態(tài)管，沿地面敷設(shè)，門處設(shè)門彎，管道設(shè)置在找平層；②散熱器給水支管安裝可靠的低阻自動換熱器溫控閥，為達(dá)到不同房間溫度控制的目的；③住宅單元入口設(shè)有閥井及平衡閥、閉鎖閥、溫度計(jì)等入口調(diào)節(jié)裝置。

2.3 合理控制水力平衡

在供熱過程中，為了可靠地控制水力平衡，僅僅采用設(shè)計(jì)計(jì)算很難達(dá)到預(yù)期的效果，無論設(shè)計(jì)多么好，水力不平衡都無法消除。究其原因，一是實(shí)際施工情況與設(shè)備材料設(shè)計(jì)預(yù)期存在差異；二是熱網(wǎng)運(yùn)行中實(shí)施動態(tài)調(diào)整會造成不平衡?，F(xiàn)階段主要依靠設(shè)備的調(diào)節(jié)和控制形式來解決水力不平衡問題。但供熱是針對多個供熱用戶的，要使各供熱點(diǎn)達(dá)到統(tǒng)一性和同時(shí)性是很困難的，冷熱不均現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，甚至經(jīng)過一定時(shí)期的調(diào)整才能達(dá)到暫時(shí)的平衡。但當(dāng)熱源和室外溫度發(fā)生變化時(shí)，整個熱網(wǎng)需要較長時(shí)間才能穩(wěn)定，這樣用戶的實(shí)際供熱量就會偏離所需熱量，用戶的室溫就不能保持相對穩(wěn)定。長期以來，部分用戶室溫偏高與部分用戶室溫偏低之間存在不平衡，換熱站的調(diào)整始終處于被動狀態(tài)。因此，供熱管網(wǎng)的水力平衡需要依靠一個強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，整體平衡得到控制[2]。

2.4 熱源與熱風(fēng)的調(diào)節(jié)

2.4.1 二級網(wǎng)供回水平均溫度控制

各換熱站采用相對變化的復(fù)合控制方法，控制二次網(wǎng)供回水水平溫度的控制方式，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)供水流量。它的優(yōu)點(diǎn)是能有效地利用實(shí)際用熱量與供熱總量之間的相對變化進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，引入并給出一定的用熱量指標(biāo)。實(shí)行消費(fèi)管制后，可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效的均衡調(diào)節(jié)。當(dāng)供熱量相應(yīng)減少或增加時(shí)，溫控閥的尺寸也會隨之改變，其參數(shù)也會相應(yīng)變化，調(diào)節(jié)應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)。一般以30-60min為一個調(diào)節(jié)周期，也可根據(jù)管網(wǎng)特點(diǎn)選擇不同的調(diào)節(jié)周期。電廠作為主要熱源，在調(diào)節(jié)時(shí)可根據(jù)室外溫度變化進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)。以用戶室溫的平均變化作為熱源調(diào)節(jié)的參考值。二次網(wǎng)絡(luò)溫度呈階梯狀變化，或升高或降低，溫度比和時(shí)差相應(yīng)減小。

2.4.2 熱分布方法

在系統(tǒng)供熱期間，可根據(jù)用戶所需的供熱面積進(jìn)行計(jì)算，也可采用平均熱量的形式進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后通過改變供回水水量或回水平均溫度來完成復(fù)合控制方法。在熱分布方面，主要是隨著供熱環(huán)節(jié)熱源供熱量的變化而變化。當(dāng)供熱用戶獨(dú)立使用熱量時(shí)，熱力站原有的供回水平均溫度也會發(fā)生變化或相應(yīng)變化。相應(yīng)地，供熱期的實(shí)際情況也會發(fā)生變化。根據(jù)管網(wǎng)的實(shí)際設(shè)置情況，進(jìn)行采樣，得出結(jié)果，并給出相應(yīng)的調(diào)節(jié)周期。為了增加溫度變化條件，調(diào)整相應(yīng)的變化量，可設(shè)置為：全網(wǎng)供回水的平均溫度值和供回水中各熱力站的溫度值均減去采暖戶的室溫值。為了減少供熱過程中的過熱浪費(fèi)和資源浪費(fèi)，采用熱源與熱站一次網(wǎng)的平衡控制和供熱戶所需的平衡供熱，更好地體現(xiàn)供熱過程中的節(jié)能效果。

3 結(jié)語

供熱系統(tǒng)作為城市化發(fā)展的重要組成部分，應(yīng)不斷完善，以適應(yīng)社會發(fā)展和人民生活的需要。在運(yùn)行中采用多種手段可以取得最佳效果，綜合、周密的考慮是有力的保證，其中節(jié)能降耗技術(shù)是最關(guān)鍵的。因此，在實(shí)際運(yùn)行期間，有必要實(shí)施節(jié)能政策的出臺，真正實(shí)施節(jié)能，從而最大限度地平衡供熱系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，提高效率[3]。