浅析集中供热系统的调节

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　　0 引言
　　集中供热作为城市供热的主要方式，为保证供热的经济性和可靠性，必须对供热系统进行调节。供热系统通常以供暖热负荷随室外温度的变化规律作为调节的依据，主要目的是使供暖用户的散热设备的散热量与用户热负荷的变化规律相适应。为了使建筑物内温度达到设计温度，必须对供热系统进行调节。集中供热系统的调节分为质调节、量调节、分阶段改变流量的质调节和间歇调节。
　　现状的供热系统中，由于多为间接供热及变频水泵的使用量较多，这有助于实现分阶段改变流量的调节。
　　1 各种调节方法简介
　　（1）质调节。质调节就是对热媒的性质进行调节，即改变供热热媒水的温度。这个温度的改变是从热源处改变管网供水温度和回水温度，运行管理简便，管网的水力工况稳定，是最为广泛的调节方式；但是，对于多种热用户的热水供应系统，在室外温度较高时，如仍按质调节进行供热，往往难以满足要求。
　　（2）流量调节。在进行流量调节时，保持供热管网的供水温度不变，是随着室外温度的变化不断改网路中循环水量，随着室外温度升高，网路流量迅速地减少这样常常会使供暖系统产生严重的竖向热力失调，同时在运转中不断地随着室外温度的变化而改变网路流量也难以进行管理，也只能是对集中质调节的一种辅助方式，对局部供热系统作辅助性的词节。
　　（3）分阶段改变流量的质调节。分阶段改变流量的质调节是在供暖期中按室外温度高低分成几个阶段。在中小型热水供暖系统中一般可选用两台不同规格的循环水泵，如果一台循环水泵的流量和扬程按100％计算，另一台循环水泵的流量则按计算值75％选择，扬程可按计算值的56％选用。又从散热器放热量来分析，在某一室外温度下，如要保证室内温度为定值，散热器的放热量也应为某一确定量，所以，无论采用质调节或其他调节方式，散热器的平均温度都应保持一致，管路供水温度的升高和回水温度的降低的数值应该是相等的。
　　（4）间歇调节。间歇调节指的是在设计工况时为连续采暖，仅在室外温度的升高才减少供暖时数，为了使网路近端和远端的热用户通过热媒介的小时数接近，在锅炉压火后，网路循环水泵应继续运转一段时问，这段时间要相当于热介质从高热源最近的热用户到最远热用户的时问。不同型式的系统，产生竖向失调的内在原因是不同的。
　　2运行调节的基本公式
　　 供热系统进行调节的目的是在供热系统稳定的工况下，达到系统的供热量与用户处的耗热量相等，即系统供热量Q1、散热器散热量Q2与建筑物的耗热量(设计状态热负荷)Q3相等，则可得：
　　
　　
　　上式中， 和 分别为运行工况供水温度和回水温度； 和 分别为设计工况供水温度和回水温度； 为室内温度； 为相对流量比，质调节时， ==1； 为相对热负荷比， ，其中 和 分别为室外温度实际值和设计值； 为散热器平均温度， ； 为散热器实验系数。
　　以上计算公式可以对供热系统的调节进行指导。
　　3 热计量后的供热系统调节
　　供热用户实现热计量收费以后，必须要有相应的热量可调节手段，否则不能实现真正的节能。实现用户热量可调节的技术主要是在用户室内的各散热器支管上安装自力式温度调节阀，用户可根据个人生活习惯及经济条件在调节阀上设定所需温度。温控阀主要有双通阀和三通阀两种方式，当采用双通阀后，室内供热系统就成为了变流量系统。而当用户有了自调节能力，只有协调好个体调节与集中调节之间的关系，才能既保证满足用户的需求，又能实现节能最佳。
　　3.1 用户调节
　　以热源热网及用户为一个整体考虑，用户系统采用双通阀调节散热器(或是其他末端散热装置)的散热量，系统的整体节能效果最明显。但是如果有的用户系统不允许采用双通阀调节散热器(末端装置)的散热量时，则应该设置用户入口装置将热网和室内系统隔离开。室内系统采用恒流量运行，热网系统采用变流量运行，也能获得较好的节能效果。用户入口装置也要采取一定的调节方案，构成独立的调节单元。
　　3.2热源与热网调节
　　热用户安装有三通阀或者双通阀后，已经具备了自调节能力。此时在热源处的负荷预报就变得很有意义了。因此，提高预报精度，保证预报控制稳定性成为主要的问题。
　　（1）循环泵恒转速时的预测控制
　　如果热用户是恒流量运行，则循环泵应该是恒转速运行，热源应该是质调节运行。控制系统应该根据热源出口处的参数，如热网供回水温度室外温度热网供回水流量(主要是监视异常情况)，预测热源的供回水温度，并且进行反馈调节。
　　（2）循环泵变转速时的预测控制
　　热力系统采用变流量运行方式输送热量具有很大的节能潜力。而在较大范围内变化流量调节时，采用变频来改变循环泵转速是当前普遍的做法，其节能效果显著。控制系统应该根据热源出口处的参数(如热网供回水温度热网供回水压力热网供回水流量室外温度)，以满足供热用户需求系统整体能耗最小为预测控制的最优目标函数，预测热源的供回水温度热网供回水压力热网供回水流量，并且进行反馈调节。循环泵应该按照预测控制系统预报的供回水流量和压力参数，在保证系统水力工况稳定的前提下进行反馈调节。
　　（3）热源调节
　　热源应该按照预测控制系统预报的循环流量和供回水温度进行调节，在保证控制指标的前提下，锅炉采用最佳燃烧寻优调节。
　　4 小结
　　供热系统的调节对供热系统的安全节能运行有重要作用，通过以上的论述可以得出以下结论。
　　（1）实际运行中，在对供暖系统进行质-量双调时必须对外网进行水力平衡调试(避免楼与楼之间的热量不平衡)，还须具备精确的水温、流量控制技术才能实现，否则会因水温控制不好虽水泵节能却锅炉多耗能，得不偿失。
　　（2）对于一次水管网，应根据热源的性质选择调节方式，不宜盲目的采用流量调解法。
　　（3）对于二次网如热用户均采用差压控制，可以采用质量一流量调节方式，并为二级管网循环水泵配备调速装置和相应的自控设备。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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