集中供熱系統運行的調節管理分析

任 煒

(太原市熱力集團有限責任公司，山西 太原 030001)

1 集中供熱系統運行管理簡述

1.1 集中供熱

集中供熱采用熱水或蒸汽為熱媒介，通過熱源、熱管網、熱交換站等，向一定區域內的各個熱用戶提供熱能。集中供暖主要由熱源、熱網和熱用戶組成，相比分散的鍋爐房供暖而言，具有統一性和操控的便利性。熱源的定義比較廣泛，指能夠從中吸收熱量的物質、能源和各種裝置，熱網是由熱源向熱用戶進行供熱介質輸送的管線系統，使用供熱系統的供熱從事生產生活的用戶稱為熱用戶。

1.2 供熱調節的類型及特點

根據供熱調節方式的不同，可以將我國供熱系統的溫度調控形式分為集中調節，局部調節和個體調節3種。一是集中調節，只需在供熱源頭進行溫度控制，簡單易行，方便管理，是最主要的供熱調節方式，對于大規模用戶供暖的調節非常實用。二是局部調節，局部調節相對集中調節的便捷性而言，有了更多的靈活性，主要指對單獨的熱力站或用戶熱源的連接處進行溫度控制。這種調節操作相對簡單，又能滿足用戶的不同需求，即便是單一供熱負荷的供熱系統，也需要對個別熱力站和熱用戶進行局部調節，因而具有必要性，也有著其獨特的應用優勢。三是個體調節，個體調節即用戶個體根據自身需求，對供暖設備如散熱器、暖風機和換熱器進行的自動溫度調節處理，以能滿足個體的不同需求為優勢。

實際上，3種調節方式不是獨立存在的，受到供熱需求的不同，在應用中3種調節方式之間存在一定的聯系，在實際工作中需要靈活運用。如為提高能源利用率、節約資源，供熱公司在對集中供熱進行集中調控時，還需要考慮外部溫度的變化所帶來的影響，避免因恒定了供熱標準，而在氣溫較高的時候造成能源浪費，而氣溫較低的時候，無法滿足供暖需求。

2 集中供熱系統運行調節的管理

2.1 質調節

質調節具有操作的便利性，質調節的使用，只需要改變供暖系統的工作溫度，屬于最為常見的調節方式。質調節是保證供暖系統中的總體水量不變，只改變內部水溫，由于運行時循環流量始終保持在設計值附近，因此網絡水利工作狀況穩定，運行管理也非常簡便，而且由于網絡供水溫度根據室外溫度的升高而自動降低，一定程度上提高了熱源的效益，節約燃料，避免了調節流量。雖然質調節的應用最為普遍，但是也有著顯著的缺點：在保證系統內部水量不變的前提下，為滿足供暖需求，需要將系統內的水溫保持在70℃以上，增加了電能消耗。為了保持這種較高的水溫，供熱公司需要使用更多的資源，增加了經濟成本，而在北方供暖地區，由于采用燃煤供暖，高水溫的需求造成了空氣污染的加劇。

2.2 量調節

量調節需要根據采暖期對室外溫度的高低進行判斷，從而分成初寒期，嚴寒期、末寒期3個供熱區間，工作原理是當室外溫度升高，循環水量下降，水泵的傳輸能耗相應的降低，可以實現節能目的。為了實現在每個時期供暖的熱水流量保持較高水平，需要使用大流量的循環泵，在室外溫度高的初冬和晚冬2個區間，使用較小的循環泵保持較小的流量。量調節具有節約水泵電耗的優點，當流量較小時，可通過在間接連接中使用，實現揚長避短。

量調節存在的缺點是室外溫度的升高，同時會造成網路水流量大量減少，對供暖系統的調節造成干擾，出現嚴重的垂直失調，垂直失調很難管理和控制，因此，水利工況穩定性差。總體而言，流量不斷改變，實現起來具有實際困難。在每一個階段網絡中采用一種流量，并恒定保持，同時根據室外溫度的變化，調整網路供水溫度，實現溫度調控，稱為一種分階段變流量的質調節。

2.3 分階段變流量

分階段變流量的質調節和單純的質調節相比，整體上實現了流量減少，網絡供水溫度升高，而回水溫度降低，增大了供回水溫差。但是從散熱器放熱的熱平衡來看，散熱器的平均溫度基本保持相等。由于綜合運用了質調節和量調節，因此具有2種調節的優點，能夠提高供水系統的供水溫度，降低回水溫度，節省了能源和電力，又保證了熱力工況的穩定。

2.4 間歇調節

間歇調節保持系統的流量和供回水溫度不變，通過暫停供暖設備運行來減少每天的供暖小時數。間歇調節屬于輔助調節方式，具體表現是在末寒期采用熱源為單臺鍋爐實行間斷運行，熱源為多臺鍋爐的，在不同的時段適當減少運行數量，同時循環水泵連續運行，以“停爐不停泵”的方式進行運行調節。在嚴寒期則采用24小時連續工作，但室內溫度達到設計值時，隨著熱源的持續供暖，以及室外溫度的升高，供暖需求的標準有所降低，隨之逐漸減少運行時間。在此階段，必須保證熱源能在額定出力的情況下運行，并以此制定運行時間，才能保障供熱質量。在實際運行中，設備往往達不到滿負荷的高效率運行，為了盡可能提高運行效率，需要配套的監測和管理辦法，用以完善運行制度，提高間歇調節的效率。

因此，間歇調節在實際工程中很少采用，并且只作為一種輔助措施。該調節方式的缺點是難以保持室溫的恒定，而且在反復的啟停過程中會造成熱量損失。既要減少能量的損耗，又要滿足熱用戶的供熱需求，從理論上來說不具備較高的可行性。由于氣溫的變化難以預測，且水溫升高需要一個過程，這對于保持供熱效率造成了障礙。因此限制了間歇調節方式的適用范圍，只能是小型系統。但是間歇式調節方式的原理具有發展潛力，在經過技術人員和研發人員的廣泛實踐后，會有基于間歇調節的更好的調節方式出現。

2.5 質量—流量調節

質量—流量調節同時改變供水溫度和流量，根據室外溫度變化調節流量，這種調節方式出現在間接連接供熱系統中一次網的調節。二次網的調節大多采用單純的質調節，當用戶和熱力站入口有流量控制閥時，可以全程使用質量-流量綜合調節，該條件方式具有巨大的節能空間，正在逐步實現推廣應用。其原理是系統的循環水量與供暖熱負荷同步減少，并進一步增加了循環水泵的節能效果，且調節方式簡便。

3 熱計量后的供熱系統調節

3.1 熱源與熱網調節

用戶在安裝了雙通閥或三通閥后就有了自調節的能力，在熱源處進行負荷預報就有了出現的必要性。用戶可以根據熱網運行參數提供的供熱負荷預報，預測下一時間段所需要的熱負荷，實現自調節。因此，為提高預報的準確性和控制的穩定性，需要首先提高預報精度。

一是循環泵恒轉速時做出的預測控制，應根據熱用戶的運行方式來控制循環泵的運行方式，如果要用戶是恒流量運行，則循環泵需要是恒轉速運行，以質調節為主要方式。二是循環泵變轉速時預測控制熱力系統需要使用變流量運行方式來輸送熱量，這樣可以在更大范圍內進行變化流量的調節，且節能效果顯著，屬于質調節和量調節的綜合運行方案。

3.2 用戶調節

一種理想情況是用戶安裝智能的雙通閥、調節散熱器，既能最大程度的節約能源，還可以幫助用戶實現便捷的自行調節。此外，如果沒有安裝這種散熱器，也可以通過隔開熱網和室內系統，室內系統使用恒流量運行，熱網系統使用變流量運行來實現。用戶入口裝置也需要采取措施，使用一定的調節方案，以構成獨立的調節單元，從而獲得更好的節能效果。

4 結語

熱水供暖系統的調節工作中，不同方式的工作原理不同，優劣勢不同。但都是以節約能源，提高運行效率為核心。集中供暖以維持室內氣溫適宜、維持建筑物得熱與失熱始平衡為目的，將來更多的高效實用的調節方式會隨之出現。