供暖系統運行調節的節能研究

張 妮 娜

(太原市熱力公司，山西 太原 030012)

供暖系統運行調節的節能研究

張 妮 娜

(太原市熱力公司，山西 太原 030012)

為了提高供暖效率，節省不必要的能量損耗，對供暖系統運行調節的形式進行了研究，并針對供暖系統運行調節存在的冷熱不均、熱利用效率低等問題提出了解決方案，以實現供暖系統整體利用率的最大化。

供暖系統，運行，調節，節能

我國北方地區的冬季時間較長，供暖系統成為冬季的必備設施，供暖系統運行的優劣影響著人們生活的質量。北方傳統的供暖設施主要以燃煤炭和天然氣為主，采用水暖、汽暖供暖，供暖建筑的面積達到65億m2，集中供暖約占其中的70%，城市供暖所消耗的能源達到國民經濟總能耗的30%，因此，加強供暖系統的節能研究勢在必行。

1 供暖系統運行調節節能研究的重要意義

1.1 供暖系統的初調節和運行調節概念

供暖系統運行前期及過程中需要根據實際情況進行初調節和運行調節，初調節目的是保證水力工況的穩定一致，使流量均衡的送到每一個用戶，初調節主要通過各個用戶的入口和網路閥門對熱水網路的水力工況進行調節，以使每戶的室溫基本達到一致，并對室內系統的各支管和立管進行調節，在引入口或熱力站安裝上檢測儀表，根據熱水的溫度、流量或壓差對室外的網路進行調節，室內系統溫度的調節主要是依靠臨時的觀測來完成。通過最初的調節，可以將每個用戶的運行狀態調至最佳，從而滿足用戶的基本需求。室內和室外的初調節能夠將每戶的室溫調控至平均狀態，但是不能確保用戶的室溫在整個供暖期間都能滿足設計室溫的要求，因而需要進行運行調節。運行調節是根據室外溫度的變化，通過調整運行溫度和運行流量，滿足用戶的正常采暖需求。

1.2 供暖系統的運行調節中存在的問題

1)冷熱不均。傳統的供暖系統中沒有設置能夠滿足調節需要的流量計和調節性能好的調節閥，只是依靠普通的閘閥或截止閥進行調節，憑借以往的運行經驗進行水溫的控制，這樣不僅浪費精力，而且不能取得良好的調節效果。供暖管網水平失調造成用戶的室內溫度過熱或過低等情況，供暖系統中經常出現近環路過熱、遠環路不熱、最不利點最低的現象。在實際的操作中，供暖操作和管理人員一般采用更換大型循環水泵、多臺循環水泵串行的方法，同時還通過加大供暖系統末端管徑或者在供暖設備末端增加壓泵等措施，以求改善供暖系統末端不熱的情況，但是這些措施收效甚微，也沒有很好的解決冷熱不均的問題。2)熱利用效率低下。我國當前的供熱系統的熱能利用效率較低，正常情況下的利用效率只有40%～50%之間，熱能的損耗現象十分嚴重。在熱損失中，熱網的熱媒輸送熱損失可達到20%～50%，如出現保溫脫落，地溝管道泡水的情況，熱損失就會增加15%左右。如此大比例的熱能損失主要是由于熱用戶運行工況失調的原因造成的。對熱運行中的管理和控制調節不足使熱能大量損耗，熱能的利用效率十分低下。為了改變這種情況就必須加強對供暖系統的運行調節的控制，保證運行調節的節能和環保。

1.3 供暖系統運行調節節能控制的重要意義

通過有效的運行調節節能控制，可根據實際的室溫變化來對供暖系統的運行參數進行調節和控制，如循環流量、供、回水溫度等，在滿足用戶的實際要求的同時，實現供暖環節的節能降耗，達到能源的節約和環境的保護。

2 供暖系統運行調節常見形式

2.1 分階段的運行調節

此種調節方式屬于經驗式的調節，它主要根據本地區的歷史氣象數據來對供暖季節進行劃分，主要分為三個階段，即初寒期、嚴寒期、末寒期，不同的階段需要對循環流量和供、回水溫度進行調節，而且每個階段的供水溫度和流量是保持相對穩定的。

2.2 隨時對運行狀態進行調節

隨時確保需熱量和供熱量的一致，這實際上是最為節能的一種方式，但該種方法適用于供暖系統較小，調節滯后較少的系統。供暖系統及時運行調節的方式主要有以下幾種：

1)對量的調節。此種方式是指在供暖系統運行中，只改變循環流量，而將運行時的供水溫度始終保持設定值。目前比較常用的方法為有極和無極兩類，通過有極數流量調節，調節內容主要有變速電機和循環泵運行臺數等；無極的調節內容主要有循環泵使用變頻的調節等。2)對質的調節。該供暖系統中的調節系統主要是保持流量的設定值不變，然后通過調節供、回水的溫度來達到最終調節的目的。3)分階段改變流量調節。在供暖系統運行過程中，由于外界溫度的變化，需要劃定多個階段來對循環流量進行調節。對于同一調節階段，可以在循環流量固定的情況下，通過調節供水溫度來達到溫度調節的目的。4)間歇調節。在供暖系統運行階段，通常不會對系統的運行參數進行修改，僅通過改變供熱時數來達到調節系統溫度的目的。

目前，比較常用的運行調節方法是分階段改變流量調節，該方法主要是在供暖系統運行階段，根據室外溫度的變化來制定調節策略，在外界溫度比較低時，需要確保設計過程中的最大流量，而在外界溫度比較高時，需要保持設計的最小流量。

大量的供暖系統運行結果表明：系統的回水溫度如果低于40 ℃，將會嚴重降低散熱系統的散熱效果，并在一定程度上限制了回水溫度調節標準。因此，在供暖系統運行階段，若依照最高室外調節溫度計算出的回水溫度在40 ℃以下，供暖系統運行的回水溫度要維持在40 ℃以下，在此段時間里則可以采用間歇供暖進行調節。

3 供暖系統運行調節時的注意事項

1)逐步調節。在供暖系統運行時，可能會出現最高和最低供、回水溫度轉化，此時要加強對系統進行調節，從而確保供暖系統的正常運行，瞬間的升溫降溫可造成系統運行壓力的波動，影響安全運行。2)控制流量。對于直接連接的供暖系統，在對其進行調節時要采取措施避免供暖系統的流量過少。通常情況下，其流量不能小于設計流量的60%，若系統內流量太少，對于單管供暖系統來說，將會受到各層傳熱系數不一致的影響，由此引發垂直失調現象；而對雙管供暖系統來說，其重力循環產生的壓力差比較大，也可能引發用戶供暖系統出現垂直失調現象。3)分階段調節。供暖系統通過運行前的初調試實現了供暖系統的室內平均溫度調節，通過運行調試滿足不同室外氣溫下的溫度控制，滿足用戶的實際需求。一般情況下，可以將供暖季節劃分為三個時期，即初寒期、嚴寒期和末寒期，同時可以依據供暖調節的相關公式來計算室外日平均氣溫下所需要的實際供水溫度、回水溫度和水流量等參數，指導操作人員的工作，進行節能控制管理。

現有的條件下，熱力站運行均采用變頻控制技術，通過調整運行頻率，達到控制循環流量的目的。在初寒期和末寒期由于需要的熱量較少，可調低循環泵的運行頻率，采用小流量方式運行；進入嚴寒期，在提升供熱溫度的同時可提高運行頻率，滿足用戶的用熱需求。

4 結語

供暖系統通過運行初調試消除熱網的水平失調，通過進行多階段的運行調節和隨時的量調節和質調節，實現分階段的循環調節，通過對每日供、回水溫度和流量的控制，繪制變化圖表，根據室內外溫差的改變情況來調整供暖系統的運行參數，從而實現按需供暖，促進了供暖系統的節能調節，提高熱能的利用效率。

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Research on energy saving of heating system operation regulation

ZHANG Ni-na

(TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030012,China)

In order to improve the heating efficiency, save unnecessary energy consumption, this paper researched the operation regulation forms of heating system, and according to the uniform hot and cold, heat utilization efficiency and other problems in heating system operation regulation put forward solutions, in order to achieve the maximum of whole heating system use rate.

heating system, operation, regulation, energy saving

2014-07-15

張妮娜(1984- )，女，工程師

1009-6825(2014)27-0198-02

TU832

A