熱網平衡系統在油田自用鍋爐采暖系統中的應用

王宇 楊林（大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司）

熱網平衡系統在油田自用鍋爐采暖系統中的應用

王宇 楊林（大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司）

針對油田自用鍋爐采暖系統冷熱不均現狀，通過節能潛力分析，提出了有效解決系統水力失調，執行合理的氣候補償供熱模式，實行分時分區按需供熱模式解決方案，設計開發了1套熱網平衡及節能系統，通過控制流量，使各供熱單元室內溫度、阻力趨于平衡，同時依據室內環境溫度的變化，實時在線調節熱水流量，控制室內溫度，節能率達到了15%～30%。

鍋爐；采暖系統；熱網平衡；節能

大慶油田西油庫不具備集中供熱的條件，采用自用鍋爐進行加熱供暖。隨著供熱面積增加，采暖供熱單元增多，供熱負荷成倍增加，供熱管網系統和室內采暖系統的阻力不平衡問題越顯嚴重，造成冷熱不均衡，形成局部供熱單元溫度過高或者溫度過低。為控制供熱單元辦公室環境溫度，常采用開窗放熱，降低室溫；打開暖氣排空閥，排放循環水或提高鍋爐供熱能力，來提高供熱溫度。采用上述措施雖能有效保障供熱環境溫度，但勞動強度高，且造成能源浪費。

1 原因分析

造成供暖系統冷熱不均的原因很多，其中最主要的原因是系統缺乏控制手段和科學合理的運行調節管理措施[1]。

1）管網內建筑物之間存在水力失調，供熱不均衡，導致樓棟間供熱效果差壓較大，舒適度不高。

2）個別建筑物內部存在水平失調和垂直失調問題，導致同一棟建筑內部供熱效果存在差異，冷熱不均衡。

3）系統運行處于高能耗狀態，因系統供回水溫差較小，流量很大，導致管道泵處于大流量小揚程狀態，電耗較高；同時，針對該熱網中多數建筑物的特點，沒有必要進行全負荷24 h不間斷供熱，比如車庫、庫房等，這些建筑物的使用時段性特點很明顯，如實行24 h不間斷供熱的形式，熱耗浪費將非常嚴重。

4）管網老化，閥門等設施銹蝕嚴重，影響系統運行調節。

通過對西油庫節能潛力分析提出解決以上問題的合理解決辦法：有效解決系統水力失調，并執行合理的氣候補償供熱模式，實行分時分區按需供熱模式。解決好水力失調問題，可以實現各建筑物間流量均衡，并有效減小系統流量，拉大供回水溫差。執行氣候補償模式，可充分利用太陽輻射等自由熱源，在保證房間溫度的前提下減少建筑物熱耗，提高熱舒適性的同時節能降耗。實行分時分區供熱，可為各建筑物提供不同的供熱模式，滿足不同的供熱需求，也可為某棟建筑物制定完善的供熱計劃，有利于系統節能減排。

2 熱網平衡系統

通過開展水力平衡、定流量變溫、恒定壓差應用研究，設計開發1套熱網平衡及節能系統，并進行節能裝置自動數據采集、環境溫度檢測控制、控制策略編制、進行軟件移植及信號傳輸方面的技術研究和軟件開發。對采暖效果差的建筑，通過增加內部循環，改善供熱不足；對過熱的建筑，通過限制進入建筑物內的熱水流量和熱量，防止過量供熱浪費，消除室內采暖溫度過高帶來的采暖不適。

該系統同時具有氣候補償的供水溫度自動控制功能，可實現按室外溫度按需供暖，室外溫度較高時，低溫供熱，室外溫度較低時，自動升高供水溫度。

2.1節能原理

在供暖系統的總體和分支采暖系統的各個供熱單元，安裝全自動溫度采暖裝置，工作原理如圖1，根據實際檢測供水溫度與用戶設定溫度的偏差，通過PI方式輸出DC0-10V信號控制閥門的開度。分時段控制系統采用連續調節PI控制方式控制流量，達到控制室內溫度、阻力平衡目的。

圖1 熱網平衡及節能系統原理圖

2.2 流程說明

外網循環流程：外網供水→管道泵→采暖散熱器→平衡閥→調節閥→回水外網。

內部循環流程：管道泵→采暖散熱器→平衡閥→止回閥（回水與供水混合）→管道泵。

PLC控制器采集室外溫度、供水溫度及回水溫度值，經邏輯計算出當前最適合采暖的供水溫度值，經回水管路上的調節閥調節混水比例，根據室外溫度變化，達到變溫供暖的目的。

2.3 主要功能

1）實現全面水力及熱力平衡。系統吸收熱力入口多余資用壓頭，使建筑物從熱網獲取實際所需流量、熱量，實現全面水力、熱力平衡。

2）實現用戶端氣候補償、分時分段控溫、按需供熱。采暖供水溫度隨室外溫度自動調節，專用控制器內有多條可調節的供水溫度曲線，用戶可根據系統情況自行選擇。當室外溫度高時，自動降低采暖供水溫度；當室外溫度低時，采暖供水溫度隨之提高。

3）降低系統回水溫度，減少管網熱損失。實現大溫差運行，有效減小管網熱損失。

4）滿足差異化采暖需求。可根據不同功能建筑用熱時間段的不同，分時分段控制，實現節能運行。

5）使管網具備擴容能力。若主循環泵流量不變，側主管路不變，則可以有效增加現有供熱面積。

3 結論

在對西油庫采暖系統進行改造后，安裝了1套熱網平衡及節能系統，通過控制流量使各供熱單元室內溫度、阻力趨于平衡，同時依據室內環境溫度的變化，實時在線調節熱水流量，控制室內溫度，實現了室內溫度調節控制精度在±0.5℃，節能率達到了15%～30%。

[1]賈小惠.分析供熱系統的調節與控制裝置[J].城市建設理論研究，2011，1（20）：70-71.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.01.004

2016-09-16

（編輯 王古月）

王宇，高級工程師，1991年畢業于華東石油大學（油氣儲運工程專業），從事生產管理工作，E-mail：dqwy@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區奔二村大慶油田儲運銷售分公司，163453。