供暖系統節能運行與調節技術的研究與應用

李　躍（黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司熱電廠,黑龍江　鶴崗　154101）

供暖系統節能運行與調節技術的研究與應用

李躍
（黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司熱電廠,黑龍江鶴崗154101）

摘要：隨著我國供暖能耗的快速增長，提高供熱質量和保護資源環境，成了供熱部門必須關注的熱點問題。加強供熱調節技術與運行管理是保證供熱質量和節能的重要手段。本文重點研究了集中供熱系統運行管理的優化問題，通過對系統的經濟性及可行性分析，確定出供熱系統的運行控制策略，并對控制系統運行效果進行了預測。

關鍵詞：供熱系統;自動化;節能;技術

在我國集中供熱系統中，大多數還是以手動閥門作為管網流量調節手段，普遍存在節流損失大、水力失調、輸送效率低、能耗高等問題。采用動態變頻調速技術進行調節控制是目前倡導的調節方法，根據對供熱管網進行水力工況計算，分析定流量運行、分階段改變流量運行和變頻調節運行等情況下輸送能耗的變化，對改造方案的經濟性分析，發現供暖系統中降低其能耗的兩個關鍵措施分別為對系統進行節能運行調節及熱平衡調節，從而達到節能、均衡供熱的主要手段。節能運行要針對不同形式的供暖系統，可根據其熱負荷特點選用不同的調節方式，以達到節能運行、降低能耗的目的。在所有運行調節方式中，分階段有效避免了垂直失調，又能大大降低循環水泵電耗，這項技術被廣泛應用于工程實踐中，并要求我們進行進一步的研究。

1　供熱系統運行中存在的問題

1.1供熱系統的效率落后

單位建筑面積的供熱品質較差，室溫冷熱不均，用戶不能自主設定和調節室溫等問題普遍存在造成供暖能耗巨大的原因主要兩個，一是建筑物維護結構保溫隔熱的空氣滲漏損失的熱量大，二是因為采暖系統運行效率低。

1.2供暖系統缺乏有效的控制手段

我國舊式的熱用戶立管系統多采用單管順流式，造成系統水力工況的水平和垂直失調嚴重，熱用戶冷熱不均。有些區域盡管熱源提供了足夠的甚至更多的熱量，但為了室溫要求，供熱部門只能超負荷供熱。供暖系統中降低其能耗的兩個關鍵措施分別為對系統進行節能運行調節及熱平衡調節，從而達到節能、均衡供熱的目的。節能運行要針對不同形式的供暖系統，可根據其熱負荷特點選用不同的調節方式，以達到節能運行、降低能耗的目的。在所有運行調節方式中，分階段有效避免了垂直失調，又能大大降低循環水泵電耗，這項技術被廣泛應用于工程實踐中，并要求我們進行進一步的研究。

2　供暖系統節能運行與調節技術的具體措施

2.1加強集中供熱系統供熱計量模式的管理

由于過去供熱無計量，水力失調，熱力失調，冷熱不均，而且系統設計負荷大，效率低，浪費嚴重，供熱品質差，最為關鍵的就是自控程度低，缺乏供熱運行管理規范。因此需要全面推進供熱計量改革。首先要確立供熱設施考核指標，建立熱源級熱計量，避免出現因為只強調用戶處的熱計量而忽視了整個供熱系統節能。其次是對供熱監測參數進行監測，通過預測室外日平均溫度來控制熱負荷和供熱量，為供暖系統實現供熱調節量化管理提供了可靠保證，解決供暖調節問題。采用供熱調節方法，在計算網路供回水溫度時，考慮用戶散熱器的相對面積，提高供熱質量，以難以達到較高的供熱標準。

2.2采用供暖系統節能運行與調節技術

2.2.1分布變頻泵供熱系統的節能原理和應用研究

（1）系統功能。合理組合不僅節約輸送電能和降低匹配電耗，而且還能夠適應我國供熱工藝大規模的發展，有利于供熱良好的調節性和大幅度的成本下降。利用分布變頻供熱系統又可以方便的面對供熱對象的不斷變化，可以直接使用“分布變頻供熱系統方案，方便的面對用戶網的變化、快速的完成熱網的粗平衡調節，為我們提供了一種供熱系統的全新工藝結構方案。分布變頻泵供熱系統技術由各個熱力站小循環泵確定的供熱水系統總功率，給出了分布變頻供熱系統降低了把熱能傳輸到各熱力站的電能消耗的工作原理。二級泵供熱系統技術既防止了電能浪費、又保證了熱源高效率運行。

（2）系統的應用。混合應用分為變頻泵技術和二級泵系統技術的供熱系統，分布變頻泵技術方案通過在各熱力站安裝小循環泵的運行方式取代傳統的統一大循環泵的運行方式，有效的解決了各熱力站富裕資用壓力造成的大量電能浪費，降低了供熱成本;二級泵技術方案以混水方式實現了熱源向熱網傳遞熱量，解決了在供熱運行中熱網流量超出鍋爐額定流量引起的電能浪費。有效實現大溫差的量調節供熱，并且不會出現管道壓力大幅度波動的安全問題，形成了熱網計算機科學化管理體系的控制執行體系，有效的支持了熱網科學化管理體系的建立和運行。

2.2.2變頻調速技術

（1）變頻調速的概念。所謂變頻就是利用大功率電子器件將正常供應的交流電變換為用戶所要的交流電源或其他電源，要求變頻器的輸出盡可能接近正弦波，有效克服了電壓型逆變器控制中電機低速運行時轉距脈動大的缺點，有利于發揮最大的節能效果。變頻調速技術根據用戶負荷的變化動態調節水泵驅動電機的輸入頻率，從而達到調節水泵流量和揚程的作用，減小水泵的輸送動力

（2）應用技術。首先是分階段改變流量的質調節，采用不同的流量來調節系統的循環水量，系統采用一定的流量和供回水溫度，改變每天的供暖時數，對熱源的供熱量進行調節控制。其次是根據蓄水池的水位控制節流閥，調節水泵的流量，本系統在滿足用戶用水需求的前提下，盡可能的降低能耗。采用補給水泵連續運行定壓，根據供熱系統的壓力變化，改變和調整補水泵轉速，進而實現系統恒壓點壓力的恒定，有效地減少采暖系統運行的電能消耗，有效地降低水泵的流量，達到節約電能的目的。

參考文獻：

[1]賀平，孫剛.供熱工程第3版[M].北京:中國建筑工業出版社，1993(01).

[2]石兆玉.供熱系統運行調節與控制[M].北京:清華大學出版社，1994(01).

[3]陳紅兵.熱水供暖系統的監測與量化研究[D].北京:北京建筑工程學院，2001.

[4]李兆堅，江億，燕達.住宅間歇供暖模擬分析[J].北京:暖通空調，2004.

[5]狄洪發，江億，秦緒忠等.熱量計量收費后供熱網的運行管理[J].北京:暖通空調，2000,30(05).