區(qū)域供熱系統(tǒng)水力平衡與穩(wěn)定性分析

王智金

邢臺市熱力公司 河北邢臺 054000

隨著城市的不斷發(fā)展，集中供熱具有減少大氣污染、節(jié)省能源、提高供熱質量、低噪音不擾民、自動化程度高、設備故障率低的優(yōu)勢而得到廣泛應用。但在實際生產運行中，仍然會存在水力失衡影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。本文通過對冬季供熱運行中對水力失衡問題進行分析，并提出了應對措施，對提高供熱系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性具有一定的借鑒意義。

1 供熱系統(tǒng)穩(wěn)定性及水力平衡定義

1.1 熱力工況、水力工況的定義及關系

研究供熱系統(tǒng)供熱量、溫度等參數的分布狀況稱為熱力工況。研究供熱系統(tǒng)壓力、流量等參數的分布狀況稱為水力工況。在熱力工況的研究中，熱用戶室內溫度的分布狀況的分析尤為重要，室內實際溫度是否達到設計溫度直接關系到供熱效果的好壞[1]。

tn——熱用戶室內溫度；

tg——供熱系統(tǒng)的供水溫度；

tw——室外溫度；

Ws——表示系統(tǒng)循環(huán)流量大小的熱當量，KJ/h。

Gs——系統(tǒng)循環(huán)流量，kg/h；

Cs——熱媒（水）的比熱，KJ/kg；

qv——建筑物在室內外溫差為1度時的熱耗失量；s

ε ——散熱器換熱的有效系數。

通過公式1.1及1.2可知，在特定的供熱系統(tǒng)里，在相同的運行條件下，供熱系統(tǒng)的熱力工況完全決定于水力工況。凡是室溫過低的，都是進入散熱器的循環(huán)流量遠小于設計流量造成的。

1.2 熱力工況與水力工況的穩(wěn)定性

在冬季運行中，當熱源供熱量滿足熱用戶熱負荷時，各熱用戶室溫皆為設計室溫時，稱為熱力工況穩(wěn)定，否則，為熱力工況失調。熱力工況穩(wěn)定性常用熱力工況失調度表示，其值為實際室溫與設計室溫的比值表示：

當Xa＞1，表示室溫過熱；當Xa＜1，表示室溫過冷；供熱系統(tǒng)存在冷熱不均的熱力失衡現象。

2 集中供熱生產運行思路及優(yōu)化措施

集中供熱系統(tǒng)的水力失調問題的解決辦法更加廣泛、多樣，除了在集中供熱管網系統(tǒng)設計階段進行強化，將集中供熱管網系統(tǒng)出現水力失調現象列為設計的前提外，供熱企業(yè)常用的做法是對換熱站所轄小區(qū)進行平衡改造。公司熱力管網中使用的調節(jié)閥主要是靜態(tài)調節(jié)閥類型。具體來說，靜態(tài)調節(jié)閥在水力平衡中起著基礎性的調節(jié)作用，其工作原理是通過人工操作對管道內阻力的調節(jié)，平衡管網中的阻力。

2.1 生產運行實際工作注意事項

隨著人民生活水平提高，對供暖室內熱舒適度的要求不斷提高，而近年來提倡節(jié)能減排工作，又對集中供熱管網在保證熱用戶熱舒適度要求的同時盡量節(jié)能運行提出了更高要求[2]。供熱質量、運行調控、入戶服務等工作要以結果為導向，結果就是保證終端用戶的室溫達標、均衡、恒定。下面就室溫達標、均衡、恒定這三方面進行分析：

一是以室溫達標為前提。室溫達標是供熱服務最基本的要求。無疑，現供熱向智能化、智慧化高水平發(fā)展。但是，有個前提必須要廓清：用戶室溫達標是最低要求。如果溫度不達標，一切都將無從談起。這是最基本、最樸素的道理。二是以管網平衡為關鍵。室溫均衡是水力平衡的重要體現。反映的是庭院管網流量分配是否均衡的問題，各用戶之間是否達到熱平衡的問題。管網平衡直接影響管網的經濟運行和精細化調節(jié)。三是以室溫恒定為目標。室溫恒定反映的是調控的及時性及精確性問題。智慧熱網平臺將供熱工況、故障公告、用戶室溫進行了有機的結合，系統(tǒng)提供的各項數據實時、快捷、準確，使熱網的調控更具科學性、準確性和靈活性。

室溫達標、均衡、恒定三者之間是相互依托、相互制約的關系。室溫達標但不均衡，各用戶之間因獲得感不同引起的糾紛、投訴不可避免；同時為保證最不利點用戶室溫，熱力站各項調控措施必然出現調控不及時、精確度差的問題，加大室溫兩極分化趨勢，能源浪費問題突出。室溫均衡但不恒定，室溫忽高忽低不僅影響舒適感、服務質量下降，還會極大的增加管網運行安全隱患。

2.2 生產運行優(yōu)化措施

通過服務前置、運行人員提前進入狀態(tài)、因地制宜、因站施策等方法解決實際工作問題。

往年供熱初期，供熱報修的電話此起彼伏、維修工單鋪天蓋地，這些都讓生產運行人員應接不暇，各項工作陷入被動局面。針對各項問題，分類型、分區(qū)域、分時間進行專項分析。一方面，采取冬病夏治提升保障能力。夏季檢修改造根據上一個采暖期運行情況進行綜合整理，查找故障隱患，對設備、管網等供熱設施進行針對性的維修改造。同時，對供熱系統(tǒng)進行保養(yǎng)和維護。另一方面，冷態(tài)運行期間通過放氣、清理過濾網等提前解決一批問題。這樣既降低投訴量，更是避免了問題集中爆發(fā)，拉長投訴時間分布，降低問題處理的集中程度。在試水冷運期間各項工作齊頭并進，在管網查漏同時兼顧庭院管網平衡調節(jié)、排氣、排污工作，尤其對問題突出、集中區(qū)域主動出擊；在暖管、升溫階段時刻關注往年高發(fā)、頻發(fā)區(qū)域問題是否得到有效解決。依據實際供熱效果、建筑特性、設備管網特性等情況，摸清每個熱力站的運行規(guī)律，建立數據庫，逐步優(yōu)化運行策略達到適時精確調整。摸清規(guī)律，做實數據，為精準供熱提供信息保障和數據支撐[3]。

總之，通過平衡調節(jié)手段是解決水力失調的有效措施，既達到了節(jié)能降耗的目的，又解決了用戶的熱力失調問題，提高了供熱的質量和穩(wěn)定性。