供熱管網調節技術特點及優化研究

李紅軍

【摘 要】隨著我國城市集中供熱事業的迅速發展，集中供熱系統的供熱面積逐漸增大，相應在供熱管網上的投資越來越大，供熱管網也日益彰顯其重要性。供熱管網是一個復雜的輸配網絡，研究供熱管網的優化對減少能源消耗、降低運行費用以及保證熱網安全、經濟運行至關重要。其優化主要包括布局優化，設計優化和運行優化。供熱管網運行優化可以通過在調節方法、多熱源聯網供熱以及供熱參數等多種方面采用多種方法對管網進行改變，從而達到優化的目的。在節能環保的社會趨勢下，供熱系統中供熱調節技術就顯得尤為重要。本文就供熱系統適量供熱調節技術進行分析與探討，并提出切實可行的供暖方案。

【關鍵詞】供熱管網；調節技術；特點；優化

1 供熱管網運行優化方法

供熱管網的設計需考慮它的技術性、初投資和運行中的能量輸送損失這三個方面，對于一個布局已定的供熱管網的設計，存在著尋求這三個目標綜合起來的優化問題。然而，技術、經濟和能量這三個目標之間是矛盾的。追求高的經濟目標，將導致降低熱網運行的能量目標，如何將這三個目標統一起來，形成一個綜合的目標，是解決布局已定的樹狀熱網設計最優化的關鍵問題。供熱管網調節是一項復雜細致理論性和專業性較強的工作，其口的是使熱用戶內散熱器的放熱與熱用戶熱損失的變化相適應，以確保熱用戶室內溫度達標，既節約能源，又保證供熱質量。因此，有必要對供熱管網的優化設計進行理論分析，逐步引申和發展，以解決熱網系統問題。在具體的設計供熱管網過程中可以從以下方面出發來優化供熱管網的設計。

2 系統調節原因

在過去的供熱系統設計、施工以及運行的過程中，由于受到種種因素的影響而存在著較多設計不規范、施工不合理和運行管理不科學的隱患，這就造成供熱系統在實際的運行過程中往往受到限制而無法發揮理想的運行狀態，也無法確保水力工況的良好進行，有的時候甚至與預計效果差距很大，這就造成了系統供熱不一致，造成人們生活的還影響。這就迫切的需要我們對供熱系統加以完善和整合，形成一套系統的供熱調節技術。

3 供熱管網調節必要性分析

在現階段的生活之中，供熱管網是一項不可缺少的室內輔助系統。在供熱系統中，供熱狀態與供熱質量緊密相連，都是通過供熱管網質量高低來進行衡量和判斷的。眾所周知，供熱管網之中是通過游離熱媒介來進行流動供熱的方式，在這個過程中又受到熱媒介損失的影響，從而容易引起供熱的不足與差異現象，因此就需要在供熱管網運行中加以調節和處理。

3.1 用戶分析

3.1.1 安裝雙通閥的室內系統。一般在在室內管道安裝中都是通過安裝雙通閥來進行對室內管道系統控制，每一臺散熱器都必須裝有一臺自我檢測狀態好的溫控閥，一次來對室內的水平系統和溫度現象進行控制，進而采用溫控閥后，使得室內供熱系統趨于平衡，同時變流量系統也能夠滿足供熱要求。

3.1.2 安裝三通閥的室內系統。一般在室內供熱系統安裝之中，都是通過安裝一個具有高強自制力的三通溫控閥，并且對系統中的垂直分布系統加以控制和變化，進而促使其能夠滿足系統的供熱水平和供熱要求。

3.2 熱網分析

輸送加熱循環泵由兩類操作計劃進行討論，一個是恒定速度操作，另一種是可變速度操作。循環泵運行計劃和室內運行計劃的系統組合可生產四種操作方案。

3.2.1 室內系統變流量熱網循環泵恒轉速。變流量操作、循環泵和恒定速度操作的內部系統。因為室內散熱器恒溫閥電阻發生變化，網絡基礎項目：國家“十一五”重點科技攻關項目。電阻更改，以使熱流量數量發生變化太，凈阻力系數得到改變、循環水泵揚程的出路也會增加到。顯然，系統的運行工作點是水泵特性曲線沿加熱網絡，至少當流動可能會變得非常小，流量太小，無法承受熱源的供熱負荷的工作需進行全面分析研究。此外從能量的角度來看中，恒速泵的泵流量的減少，電機的負載變得越來越小，電能的消耗將減少。

3.2.2 室內系統變流量熱網循環泵變轉速。對室內變流操作，主要是循環泵變速操作的內部系統。室內散熱器溫控閥后其電阻更改，以使電阻網絡特性發生變化，以便加熱網絡流量的變化。循環泵應更改的速度、循環泵性能平行向下移動工作最好應使管道阻力特性恢復點。該規例也存在系統最小流量限制問題。

3.2.3 室內系統恒流量熱網循環泵變轉速。室內系統不斷的通量操作，循環泵變速操作。因為室內散熱器溫控閥調節，在回水溫度變化。熱源可以是定性監管或監管（循環泵變轉速調節），但調節范圍不能太大，否則很容易導致系統的水力失調。該升降機的循環泵選用較大會有更大的數量調控系統的空間。循環泵調速系統是在較大的可循環泵選型是有意義的。如果系統流量調節范圍小，循環水泵變速調節作為調節閥來調節的流量更經濟，不應使用此程序。

3.3.3 熱源分析

針對熱網和熱用戶的特點，目前熱源主要有以下幾種運行調節方案：質調節運行；量調節運行；分階段改變流量質調節運行；綜合調節運行。

（1）熱源質調節與分階段改變流量質調節運行。針對目前的熱用戶多為恒流量系統，因此采用此種調節方案的系統居多，調節運行的經驗已經相當成熟。但是當用戶進行熱計量以后，就不能再采用此方案了，否則不能實現最佳節能運行。

（2）熱源量調節運行。針對目前的恒流量熱用戶，采用此種調節方案的不多，尤其是只采用熱源量調節運行的幾乎沒有。當用戶進行熱計量后，尤其是用戶為變流量系統后，熱源也要采取相應的調節對策，才能實現真正的節能。針對變流量用戶系統的熱源、熱網等的調節運行經驗還很缺乏，這也是我們要重點解決的問題。

4 熱力運行適量調節

4.1 用戶調節

以熱源、熱網及用戶為一個整體考慮，用戶系統采用雙通閥調節散熱器（或是其他末端散熱裝置）的散熱量，系統的整體節能效果最明顯。但是如果有的用戶系統不允許采用雙通閥調節散熱器（末端裝置）的散熱量時，則應該設置用戶入口裝置將熱網和室內系統隔離開。室內系統可以采用恒流量運行，熱網系統采用變流量運行，也能獲得較好的節能效果，而且對熱網的運行穩定性也會更為有利，用戶入口裝置也要采取一定的調節方案，構成獨立的調節單元，在此不做闡述。

4.2 熱源與熱網調節

熱用戶安裝有三通閥或者雙通閥后，已經具備了自調節能力。此時在熱源處的負荷預報就變得很有意義了。根據熱網運行參數預報的供熱負荷，就是用戶在下一個時間段所需要的熱負荷。因此提高預報精度，保證預報控制穩定性成為主要的問題。供熱負荷預報的方法很多，在此不做研究。

4.2.1 循環泵恒轉速時的預測控制。如果熱用戶是恒流量運行，則循環泵應該是恒轉速運行，熱源應該是質調節運行。控制系統應該根據熱源出口處的參數，如熱網供回水溫度、室外溫度、熱網供回水流量（主要是監視異常情況），預測熱源的供回水溫度，并且進行反饋調節。

4.2.2 循環泵變轉速時的預測控制。由前面的分析可知，熱力系統采用變流量運行方式輸送熱量是節能的。在較大范圍內變化流量調節時，采用變頻變循環泵轉速則是最節能的。因此如果熱用戶是變流量運行，則循環泵應該采用變頻變轉速運行，熱源則應該（下轉第77頁）（上接第54頁）采用質調節與量調節相結合的綜合調節運行方案。

5 結論

供熱系統調節技術是實現供熱節能的關鍵技術之一，供熱管網優化運行包括多個方面，本文只是將研究重點放在供熱調節上，還可以在多熱源聯網供熱、系統優化設計、管網實時監測及故障診斷等方面進行研究，以豐富管網優化運行內容。

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[責任編輯：曹明明]