集中供熱系統的調節研究

歐亮

（天津市津安熱電有限公司，天津300204）

我國北方各城市已相繼實施了集中供熱,集中供熱比分散供熱,社會效益、環境效益和節能效益是顯著的,且供暖熱用戶與熱網之間大部分采用了間接連接，為了更好的保證供熱質量,滿足使用要求,并使熱能設備和輸送經濟合理,就要對集中供熱系統進行供熱調節。熱水采暖系統主要由熱水鍋爐、熱水循環泵、補水泵、管網及室內散熱器組成。要滿足采暖指標，達到采暖用戶室內設計溫度，除應對鍋爐運行參數。燃燒工況進行控制和調整外，還應根據采暖季節。采暖時間等變化情況，對整個供熱系統進行熱力調節。

1 供熱調節的目的

供熱調節的目的,在于使供熱用戶的散熱設備的放熱量與用戶熱負荷的變化規律相適應,維持供暖房屋的室內計算溫度,以防止供熱用戶出現室溫過高或過低。供暖問題是關系城市居民切身利益的大事。現在供暖企業自負盈虧，既要使居民供暖溫度達到標準又要使企業的運行成本達到最低，這就要求供暖企業挖掘內部潛力，做好供熱調節工作。因此，對整個熱水供熱系統進行合理的供熱調節就變得至關重要。熱水鍋爐及采暖系統運行過程中除應對運行參數、燃燒工況進行控制與調整外，還應根據采暖季節、采暖時間（白天還是夜間）等情況對供熱量進行調節。供熱調節的目的，一是使系統中各用戶的室內溫度比較適宜；二是避免不必要的熱量浪費，實現熱水采暖的經濟運行。熱水采暖系統試運行時間內，由安裝單位進行的第一次調節為安裝調節，它的目的是檢查采暖系統能否達到設計要求。系統投入運行后還要繼續進行調節，此為使用調節。運行調節根據采暖系統情況不同，可采用若干種形式。

2 供熱調節的原理

在城市集中熱水供熱系統中,供暖熱負荷是系統最主要的熱負荷,甚至是唯一的熱負荷。因此在供熱系統中,通常按照供暖熱負荷隨室外溫度的變化規律,作為供熱調節的依據。供熱調節的主要任務是維持供暖建筑的室內計算溫度。當供暖系統在穩定狀態下運行時，如不考慮管網的沿途熱損失，則系統的供熱量應等于供暖用戶系統散熱設備的放熱量，同時也應等于供暖用戶的熱負荷。建筑供暖方式分為連續供暖和間歇供暖兩類。對于不同的供暖方式，供熱調節的方法也不同，這主要是由墻體和室內物體的蓄熱性能所決定的。對于間歇供暖建筑，當停止供暖后，室內溫度不會瞬間降至建筑發生凍害的溫度，它需要經過一個降溫期。當重新開始供暖后，室內溫度升高至計算溫度也需要一段升溫時間，升溫所需要的時間取決于圍護結構和室內物體的蓄熱性能。

3 集中調節的方式

3.1 質調節：在整個供暖時間內,隨著室外溫度的變化,在熱源處只改變網路的供水溫度,而網路的循環流量維持設計溫度不變的一種調節方法叫集中質調節。集中質調節只需在熱源處改變網路的供水溫度,網路循環水量保持不變,網路的水力工況比較穩定,管理簡單,操作方便,但在整個供暖時間內,網路循環水總量保持不變,消耗電能比較多,是我國目前采用最多的一種調節方法。

3.2 量調節：在整個供暖時間內,網路供水溫度始終維持設計溫度不變,隨著室外溫度的變化在熱源處不斷改變網路循環流量以適應熱負荷變化的一種調節方法叫集中量調節。采用集中量調節,隨著室外溫度的升高,網路的流量迅速地減少,這樣常會使供暖系統產生嚴重的豎向熱量失調,同時,在實際運行中,隨著室外溫度的變化不斷地改變網路的流量,操作技術比較復雜,常需變速泵來實現流量調節。量調節的方法往往只作為集中調節的一種輔助方式,對局部供暖系統進行輔助調節,是我國目前很少采用的一種調節方法。

3.3 分階段變流量的質調節：把整個供暖期按室外溫度的高低分成幾個階段:在室外溫度較低的階段中管網保持較大的流量;而在室外溫度較高的階段中管網保持較小的流量。在每一個階段內,網路均采用一種流量并保持不變,同時采用不斷改變網路供水溫度的質調節,這種調節方法叫分階段變流量的質調節。在熱水供暖系統中,一般可選用兩臺不同規格的循環水泵,其中一臺循環水泵的流量和揚程按計算值的100%選擇;另一臺循環水泵的流量按計算值的75%選擇。由于水泵揚程與流量的平方成正比,水泵的電功率與流量的立方成正比,所以75%流量的循環水泵相應的揚程可按計算值的56%選用,循環水泵的運行電耗可減小到42%左右。在大型供暖系統中,整個采暖期可分為3個或3個以上的階段。如果采用3個階段,各個階段中循環水泵的流量可分別為計算值的100%,80%和60%,揚程可分別為100%,64%和36%,而循環水泵的耗電量相應為100%,51%和22%。多種容量的循環水泵在一定程度上可以互為備用,采用分階段變流量的質調節時,熱水供暖系統中可以不設備用泵。這種調節方法綜合了質調節和量調節的優點,既較好地避免了垂直失調,又顯著地節省了電能。所以,它是一種公認的比較經濟合理的調節方法,在區域鍋爐房熱水供暖系統中得到了較多的應用。

3.4 間歇調節：在室外溫度升高時,不改變網路的循環流量和供水溫度,而只減少每天的供暖時間,這種調節方法叫間歇調節。需要指出的是,間歇調節和目前國內廣泛實行的現行間歇供暖制度有著根本的區別。現行間歇供暖指的是在設計室外溫度下,也就是最冷天,每天也只供暖若干小時,因而必須使設備的輸出能力相應增加(即采用大鍋爐、大水泵)。間歇調節指的是在設計室外溫度下連續供暖,只是在室外溫度升高時才減少每天的供暖時間。間歇調節一般在室外溫度較高時采用,作為一種輔助的調節措施。在選用集中調節的方法時,一定要因時、因地制宜,根據每個供暖系統的實際情況,靈活選用。在實際應用中,一個采暖期只采用一種調節方法的不多,往往是幾種方法結合起來使用。

4 結束語

集中供熱系統供熱調節的意義是非常重大的,對于節約能源、經濟運行的效益是可觀的。對于供暖熱用戶與熱網之間采用了間接連接的系統,網路與用戶的水力工況互不影響。管網采用質量-流量調節,網路流量隨供暖熱負荷的減小而減少,可以大大節省循環水泵的電能消耗,節約了能源。同時系統中需設置變速循環水泵和配置相應的自控設施,才能達到滿意的運行效果,保證供熱質量。

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