供熱系統平衡調節分析

文/劉永澤 遼寧省阜新市熱力總公司 遼寧阜新 123000

供熱系統平衡調節分析

文/劉永澤 遼寧省阜新市熱力總公司 遼寧阜新 123000

現今供熱企業里供熱系統平衡調節方面工作是重中之重，以往的供熱系統平衡調節方式在執行的過程中會出現這樣或那樣的問題。本文結合筆者的實踐經驗，對傳統供熱系統平衡調節的方式進行工藝、方法和實施措施方面的改進，期望能夠改變供熱系統調節的劣勢，為供熱系統平衡調節的突破奠定基礎，實現供熱系統平衡調節方面的進步。

熱量平衡調節法；三級解耦；周期熱量平衡分析

1、傳統平衡調節的理論基礎

傳統的供熱調節采用的是分階段變流量的質調節系統，超過一半的企業都是采用原先系統設計的參數進行理論計算，得到包括一次網水溫水量調節曲線、二次網水溫水量調節曲線和采暖熱負荷曲線圖在內的數學模型，然而這些數學模型圖的形成是建立在理論熱網和理論設計參數的基礎上，不能夠切合運行實際，導致數學模型不準確。退一萬步說，即使系統得出的數學模型是準確的，如果一味按照數學模型進行相關操作，結果只會是形成粗放的“熱量按需追隨”。分階段變流量的質調節理論只能夠規劃和管理熱源，而對于熱力站和二次網的平衡調節是毫無作用的。

2、傳統平衡調節的存在的主要問題

2.1傳統供熱調節方法不能實現按需供熱

理論上傳統供熱系統首先均勻調節流量，結合理論上的水溫和水量曲線進行綜合條件，實現理論上的按需供熱，確保用戶室內溫度均勻，避免熱量的浪費或不足。

但是實際情況往往并非如此。以水溫的控制為例，鍋爐的燃燒情況、外界氣溫環境能都能夠對供回水的溫度產生一定影響。通常情況下，鍋爐處于工作狀態時的瞬間供熱量是在不斷變化著的，鍋爐工作形成的水溫也隨之變化、鍋爐的瞬間供熱量受到給煤量、鼓引風量、燃煤結焦、拔火等多重因素的影響，在加上外界穩定也在隨時變化，因此鍋爐產出的水溫就無法準確控制。傳統的供熱調節無法對鍋爐循環流量進行計算和控制，直接導致供應的熱量不是一個數值，而是一個范圍，這樣無疑產生熱量的巨大誤差。據計算，供回水的溫差在25℃時，熱量偏差在4%/℃。

2.2大流量小溫差的運行模式弊端多多

大流量小溫差的運行模式成本高主要體現在以下幾個方面：一是鍋爐和配套設施的增加，二是設備耗電量增加。大流量小溫差的運行原理是采用低溫差的方式進行供熱，這樣直接導致鍋爐的流量增加，降低了鍋爐的運行效率，同時需要增加鍋爐的數量來實現流量的增大，由此產生的配套設施也會相應增加；供水溫度降低后會降低散熱器的散熱能力，如果想要保證供熱系統的供熱能力就需要適當增加散熱器的面積，相應的散熱器的成本提高；要想達到供熱效果，需要對供熱管徑、水箱、分水箱等其他配套設施進行改善和提高，增加了費用和施工強度，導致成本增加。設備耗電量的增加則主要是循環水泵的耗電量，因為耗電量與水泵的電功率和流量的立方成正相關關系，流量增大，耗電量也會相應增加。因此大流量小溫差的運行模式也存在諸多弊端。

3、先進的供熱運行管理模式

3.1建立三級解耦的工藝基礎

傳統供熱系統存在諸多問題，那么應該如何對供熱系統進行改良以達到解決這些問題的目的呢？我們首先需要做的就是分析問題產生的原因。筆者以為根本原因是傳統供熱系統的結構不甚合理。通過對傳統供熱系統的全面分析和研究知道，它的一次網和二次網分別采用一個集中循環泵，其中一次網的集中循環泵是熱源和熱力站共用，二次網的則是換熱站的分支供應，這一系統的典型特點就是供熱系統的基本環節中流量間的關系除了耦合就是強耦合，直接導致系統的平衡調節存在較大難度。同時傳統供熱系統存在配套設施不完善的情況，加劇了供熱系統的平衡調節和管理。

針對上述問題，筆者以為可以采用解耦管技術或者分布變頻泵技術予以解決。解耦管技術是指用混水方式將熱源的熱量傳送到熱網，這一技術對熱源流量的大小沒有限制，因此能夠解決大流量小溫差模式的耗電量高，配套設備多，成本高，熱能浪費多的問題，鍋爐的組合運行方式可以依據供熱量的變化作出相應調整，鍋爐運行的溫差可以低于熱網運行溫差，從而保障了該運行模式下供熱系統節能作用的發揮。解耦管技術的應用為長距離的熱能運輸提供了發展空間，具有極其重要的意義。

對于分布變頻技術則是用以改善傳統供熱系統的結構，該技術通過利用小循環泵代替原先統一的大循環泵，可以有效避免供熱系統基本環節中流量的耦合和強耦合關系的出現，降低各熱力站的電力資源消耗。通過和諧、協調的新型調節方式實現新型供熱調節系統在按需供應，節約能源方面的作用。

3.2熱網監控系統

除了建立三級解耦的工藝基礎外，還需要形成并完善量化監控系統，因為只有量化了的數據才能夠為熱網系統的管理工作提供準確指導，量化的監控系統是熱網平衡調節的基礎。通過供熱系統的工藝改造和量化監控系統的建立，可以有效解決傳統供熱管理工作中遇到的問題，最終實現供熱系統調控目標的量化、調節手段的簡便化、調控結果的準確化、資源節約化和工作高效化。

此外還需要對熱力站獨自掌控氣候補償的方法進行改進。理論上熱力站能夠依照室外溫度的變化來調整一次側的電動調節閥門，導致換熱器一次側的水流量發生相應變化，最終影響二次側熱交換器出水口的水溫，達到控制水溫的目的。但是實際運行過程中熱力站與熱網間的連接關系是并聯，加上熱力站之間的耦合作用使得熱力站間動作一致，即一旦某一熱力站發生動作，其余熱力站也會作出相應動作，導致總熱網和各熱力站之間產生無止境的震蕩現象。

綜上所述，要想形成符合要求的現代供熱系統必須要將建立三級解耦工藝基礎和熱網量化監控系統，通過二者的建立能夠實現先到供熱系統調節的高效化、安全化和資源節約化目標，最終符合國家可持續發展戰略，為經濟建設貢獻一份力量。

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