集中供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)研究

歐亮

（天津市津安熱電有限公司，天津300204）

我國北方各城市已相繼實施了集中供熱,集中供熱比分散供熱,社會效益、環(huán)境效益和節(jié)能效益是顯著的,且供暖熱用戶與熱網(wǎng)之間大部分采用了間接連接，為了更好的保證供熱質(zhì)量,滿足使用要求,并使熱能設(shè)備和輸送經(jīng)濟(jì)合理,就要對集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。熱水采暖系統(tǒng)主要由熱水鍋爐、熱水循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、管網(wǎng)及室內(nèi)散熱器組成。要滿足采暖指標(biāo)，達(dá)到采暖用戶室內(nèi)設(shè)計溫度，除應(yīng)對鍋爐運(yùn)行參數(shù)。燃燒工況進(jìn)行控制和調(diào)整外，還應(yīng)根據(jù)采暖季節(jié)。采暖時間等變化情況，對整個供熱系統(tǒng)進(jìn)行熱力調(diào)節(jié)。

1 供熱調(diào)節(jié)的目的

供熱調(diào)節(jié)的目的,在于使供熱用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化規(guī)律相適應(yīng),維持供暖房屋的室內(nèi)計算溫度,以防止供熱用戶出現(xiàn)室溫過高或過低。供暖問題是關(guān)系城市居民切身利益的大事?，F(xiàn)在供暖企業(yè)自負(fù)盈虧，既要使居民供暖溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)又要使企業(yè)的運(yùn)行成本達(dá)到最低，這就要求供暖企業(yè)挖掘內(nèi)部潛力，做好供熱調(diào)節(jié)工作。因此，對整個熱水供熱系統(tǒng)進(jìn)行合理的供熱調(diào)節(jié)就變得至關(guān)重要。熱水鍋爐及采暖系統(tǒng)運(yùn)行過程中除應(yīng)對運(yùn)行參數(shù)、燃燒工況進(jìn)行控制與調(diào)整外，還應(yīng)根據(jù)采暖季節(jié)、采暖時間（白天還是夜間）等情況對供熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。供熱調(diào)節(jié)的目的，一是使系統(tǒng)中各用戶的室內(nèi)溫度比較適宜；二是避免不必要的熱量浪費(fèi)，實現(xiàn)熱水采暖的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。熱水采暖系統(tǒng)試運(yùn)行時間內(nèi)，由安裝單位進(jìn)行的第一次調(diào)節(jié)為安裝調(diào)節(jié)，它的目的是檢查采暖系統(tǒng)能否達(dá)到設(shè)計要求。系統(tǒng)投入運(yùn)行后還要繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此為使用調(diào)節(jié)。運(yùn)行調(diào)節(jié)根據(jù)采暖系統(tǒng)情況不同，可采用若干種形式。

2 供熱調(diào)節(jié)的原理

在城市集中熱水供熱系統(tǒng)中,供暖熱負(fù)荷是系統(tǒng)最主要的熱負(fù)荷,甚至是唯一的熱負(fù)荷。因此在供熱系統(tǒng)中,通常按照供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律,作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。供熱調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是維持供暖建筑的室內(nèi)計算溫度。當(dāng)供暖系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行時，如不考慮管網(wǎng)的沿途熱損失，則系統(tǒng)的供熱量應(yīng)等于供暖用戶系統(tǒng)散熱設(shè)備的放熱量，同時也應(yīng)等于供暖用戶的熱負(fù)荷。建筑供暖方式分為連續(xù)供暖和間歇供暖兩類。對于不同的供暖方式，供熱調(diào)節(jié)的方法也不同，這主要是由墻體和室內(nèi)物體的蓄熱性能所決定的。對于間歇供暖建筑，當(dāng)停止供暖后，室內(nèi)溫度不會瞬間降至建筑發(fā)生凍害的溫度，它需要經(jīng)過一個降溫期。當(dāng)重新開始供暖后，室內(nèi)溫度升高至計算溫度也需要一段升溫時間，升溫所需要的時間取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)物體的蓄熱性能。

3 集中調(diào)節(jié)的方式

3.1 質(zhì)調(diào)節(jié)：在整個供暖時間內(nèi),隨著室外溫度的變化,在熱源處只改變網(wǎng)路的供水溫度,而網(wǎng)路的循環(huán)流量維持設(shè)計溫度不變的一種調(diào)節(jié)方法叫集中質(zhì)調(diào)節(jié)。集中質(zhì)調(diào)節(jié)只需在熱源處改變網(wǎng)路的供水溫度,網(wǎng)路循環(huán)水量保持不變,網(wǎng)路的水力工況比較穩(wěn)定,管理簡單,操作方便,但在整個供暖時間內(nèi),網(wǎng)路循環(huán)水總量保持不變,消耗電能比較多,是我國目前采用最多的一種調(diào)節(jié)方法。

3.2 量調(diào)節(jié)：在整個供暖時間內(nèi),網(wǎng)路供水溫度始終維持設(shè)計溫度不變,隨著室外溫度的變化在熱源處不斷改變網(wǎng)路循環(huán)流量以適應(yīng)熱負(fù)荷變化的一種調(diào)節(jié)方法叫集中量調(diào)節(jié)。采用集中量調(diào)節(jié),隨著室外溫度的升高,網(wǎng)路的流量迅速地減少,這樣常會使供暖系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的豎向熱量失調(diào),同時,在實際運(yùn)行中,隨著室外溫度的變化不斷地改變網(wǎng)路的流量,操作技術(shù)比較復(fù)雜,常需變速泵來實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。量調(diào)節(jié)的方法往往只作為集中調(diào)節(jié)的一種輔助方式,對局部供暖系統(tǒng)進(jìn)行輔助調(diào)節(jié),是我國目前很少采用的一種調(diào)節(jié)方法。

3.3 分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)：把整個供暖期按室外溫度的高低分成幾個階段:在室外溫度較低的階段中管網(wǎng)保持較大的流量;而在室外溫度較高的階段中管網(wǎng)保持較小的流量。在每一個階段內(nèi),網(wǎng)路均采用一種流量并保持不變,同時采用不斷改變網(wǎng)路供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)方法叫分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。在熱水供暖系統(tǒng)中,一般可選用兩臺不同規(guī)格的循環(huán)水泵,其中一臺循環(huán)水泵的流量和揚(yáng)程按計算值的100%選擇;另一臺循環(huán)水泵的流量按計算值的75%選擇。由于水泵揚(yáng)程與流量的平方成正比,水泵的電功率與流量的立方成正比,所以75%流量的循環(huán)水泵相應(yīng)的揚(yáng)程可按計算值的56%選用,循環(huán)水泵的運(yùn)行電耗可減小到42%左右。在大型供暖系統(tǒng)中,整個采暖期可分為3個或3個以上的階段。如果采用3個階段,各個階段中循環(huán)水泵的流量可分別為計算值的100%,80%和60%,揚(yáng)程可分別為100%,64%和36%,而循環(huán)水泵的耗電量相應(yīng)為100%,51%和22%。多種容量的循環(huán)水泵在一定程度上可以互為備用,采用分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時,熱水供暖系統(tǒng)中可以不設(shè)備用泵。這種調(diào)節(jié)方法綜合了質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn),既較好地避免了垂直失調(diào),又顯著地節(jié)省了電能。所以,它是一種公認(rèn)的比較經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)節(jié)方法,在區(qū)域鍋爐房熱水供暖系統(tǒng)中得到了較多的應(yīng)用。

3.4 間歇調(diào)節(jié)：在室外溫度升高時,不改變網(wǎng)路的循環(huán)流量和供水溫度,而只減少每天的供暖時間,這種調(diào)節(jié)方法叫間歇調(diào)節(jié)。需要指出的是,間歇調(diào)節(jié)和目前國內(nèi)廣泛實行的現(xiàn)行間歇供暖制度有著根本的區(qū)別?，F(xiàn)行間歇供暖指的是在設(shè)計室外溫度下,也就是最冷天,每天也只供暖若干小時,因而必須使設(shè)備的輸出能力相應(yīng)增加(即采用大鍋爐、大水泵)。間歇調(diào)節(jié)指的是在設(shè)計室外溫度下連續(xù)供暖,只是在室外溫度升高時才減少每天的供暖時間。間歇調(diào)節(jié)一般在室外溫度較高時采用,作為一種輔助的調(diào)節(jié)措施。在選用集中調(diào)節(jié)的方法時,一定要因時、因地制宜,根據(jù)每個供暖系統(tǒng)的實際情況,靈活選用。在實際應(yīng)用中,一個采暖期只采用一種調(diào)節(jié)方法的不多,往往是幾種方法結(jié)合起來使用。

4 結(jié)束語

集中供熱系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的意義是非常重大的,對于節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效益是可觀的。對于供暖熱用戶與熱網(wǎng)之間采用了間接連接的系統(tǒng),網(wǎng)路與用戶的水力工況互不影響。管網(wǎng)采用質(zhì)量-流量調(diào)節(jié),網(wǎng)路流量隨供暖熱負(fù)荷的減小而減少,可以大大節(jié)省循環(huán)水泵的電能消耗,節(jié)約了能源。同時系統(tǒng)中需設(shè)置變速循環(huán)水泵和配置相應(yīng)的自控設(shè)施,才能達(dá)到滿意的運(yùn)行效果,保證供熱質(zhì)量。

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