集中供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法論述

【摘要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，人們對供熱質(zhì)量的要求已經(jīng)從不冷提升到舒適的高度，達到標準的室內(nèi)溫度已無法滿足人們對舒適的需求。而能源的減少，供熱成本的增加，又是不可不面對的問題。如何在不增加能源投入的基礎上，提高供熱質(zhì)量，提升室內(nèi)溫度，是所有供熱人積極探討的課題。在此前背景下，集中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的問題就越發(fā)凸顯了。本文就供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法展開簡要論述，僅供參考。

【關鍵詞】供熱管網(wǎng);水力失調(diào);水力平衡;調(diào)節(jié)方法

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.216

1、供熱管網(wǎng)水力失調(diào)問題及原因

集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中，會因為管網(wǎng)管徑設計不合理、管網(wǎng)堵塞、閥門開度不合理等原因，造成供熱管網(wǎng)水力失調(diào)，所謂水力失調(diào)，即熱水供熱系統(tǒng)中各熱用戶的實際流量與要求的流量之間不一致。往往體現(xiàn)在，距熱源近的熱用戶循環(huán)水流量大，室內(nèi)溫度高，距熱源遠的熱用戶循環(huán)水流量小，室內(nèi)溫度低。供熱公司為了保證末端熱用戶的室內(nèi)溫度，如果不進行管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)，在熱源供熱量一定的情況下，就只能提高二級網(wǎng)循環(huán)泵的頻率，加大循環(huán)水流量。系統(tǒng)在大流量小溫差的工況下運行，鍋爐或換熱器等熱源設備難以達到其額定出力，投入運行的設備超過實際負荷的需求，換熱器換熱效率低下，水泵的工作點偏離高效區(qū)，能量輸配效率低。水力失調(diào)現(xiàn)象的存在，即降低了熱用戶的用熱滿意度，也造成了能源的極大浪費。因此做好管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)迫在眉睫。

2、供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法

以往傳統(tǒng)的管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法，采用的是用手持式超聲波流量計對系統(tǒng)內(nèi)每個單元管道進行流量測量，依據(jù)流量調(diào)節(jié)閥門開度，調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)的水力平衡。該方法有諸多局限無法測量出流量數(shù)據(jù)。如對于很多老舊小區(qū)，熱力管網(wǎng)使用年限較長，管網(wǎng)內(nèi)部結(jié)垢嚴重;管道直管段無法滿足前十倍管徑后五倍管徑的測量距離要求等等。對于一個5萬m2的供熱系統(tǒng)，人工用手持式超聲波流量計調(diào)節(jié)管網(wǎng)水力平衡需要較長的時間。對于間歇運行的區(qū)域鍋爐房，無法保證在調(diào)節(jié)時間內(nèi)，系統(tǒng)一直是穩(wěn)定運行的。

這里就如何利用回水溫度法進行管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)做詳細的介紹。首先要根據(jù)熱負荷理論計算出系統(tǒng)需要的循環(huán)水量，熱負荷的計算要充分考慮到停供熱用戶造成的熱量損失影響，適當?shù)牧粲幸欢ǖ牧髁扛挥嗔?。在換熱站內(nèi)確定該流量下系統(tǒng)二級網(wǎng)循環(huán)泵的運行頻率，保持二級網(wǎng)循環(huán)泵在該頻率下穩(wěn)定運行。保證鍋爐房供熱量穩(wěn)定。在換熱站內(nèi)用測溫槍測量出該系統(tǒng)的二級網(wǎng)回水溫度記錄好。攜帶測溫槍，根據(jù)距熱源的距離，由近至遠，對每幢樓每個單元回水立干管的回水溫度進行測量。當發(fā)現(xiàn)某個單元測量的回水溫度高于換熱站內(nèi)測量的回水溫度時，即適當關閉單元回水干管閥門，記錄好閥門開度。當發(fā)現(xiàn)某個單元測量的回水溫度低于換熱站內(nèi)測量的回水溫度時，該單元回水干管閥門不做調(diào)整（因為管網(wǎng)水系統(tǒng)是個動態(tài)的平衡系統(tǒng)，流量偏大的單元閥門關小了后，流量小的單元流量自然就提高上去了）。對于一個5萬m2的供熱系統(tǒng)，整體調(diào)整一遍約需2-3個小時。調(diào)整完成后，等待2個小時，待系統(tǒng)重新穩(wěn)定后，重復上述操作。根據(jù)筆者經(jīng)驗，3次操作后，供熱管網(wǎng)遠近端的回水溫度差為±1℃，供熱管網(wǎng)即可基本趨于平衡。對于一個5萬m2的供熱系統(tǒng)，如果供熱系統(tǒng)穩(wěn)定，一天即可完成調(diào)節(jié)。如果是間歇運行的供熱系統(tǒng)，3天即可完成水力平衡調(diào)節(jié)。當熱系統(tǒng)供熱面積越大，調(diào)節(jié)所需要的時間越長。

利用回水溫度法進行供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)有如下注意事項：

（1）調(diào)節(jié)系統(tǒng)的入住率需要保證;如果入住率低于50%，各單體入住率相差很大，回水溫度法不適用;

（2）需要同一個人。同一把測溫槍進行同一個系統(tǒng)內(nèi)的回水溫度測量。最大限度的降低不確定因素的干擾，造成測量結(jié)果的不準確;

（3）供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對于間歇運行的區(qū)域鍋爐房，要保證每次調(diào)網(wǎng)的時間內(nèi)，鍋爐是同一供熱負荷穩(wěn)定運行。

人工利用回水溫度法調(diào)節(jié)管網(wǎng)水力平衡的方法，較經(jīng)濟，較快速，新舊小區(qū)，新舊管網(wǎng)均適用。

3、供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)裝置

隨著科技的進步，近些年市場上出現(xiàn)了無線智能的調(diào)節(jié)閥門，可以實現(xiàn)單元控制甚至實現(xiàn)戶控制。基本原理與人工回水溫度法調(diào)節(jié)管網(wǎng)水力平衡是相同的。以實現(xiàn)單元控制為例，把無線智能調(diào)節(jié)閥門安裝到各單元熱力入口回水干管上，該閥門具備遠傳回水溫度，遠程控制閥門開度的功能。在中控室給定一個回水溫度，系統(tǒng)內(nèi)各單元的無線智能調(diào)節(jié)閥門就會進行自動調(diào)節(jié)，直到各單元的回水溫度與給定回水溫度相近，上下偏差1℃。對比人工回水溫度調(diào)節(jié)法，該方法節(jié)約了人力成本，但閥門較貴，初始投資較大。對已建成的老舊小區(qū)，不具備安裝條件等。

至于自力式流量控制閥，雖然能精確控制每個單元的流量，但該閥門要求工作壓力過大，如果安裝在最不利環(huán)路上，增加了管網(wǎng)阻力，增大了系統(tǒng)二級網(wǎng)循環(huán)泵的運行頻率，造成了電能的浪費。除此之外還有手動平衡閥、壓差調(diào)節(jié)閥等等，在這里不做詳細介紹。

結(jié)語：

供熱管網(wǎng)水力平衡是改善供熱效果和供熱節(jié)能的關鍵，是一個系統(tǒng)工程。我們應對這個問題給予足夠的重視，要從設計、施工、運行管理、調(diào)節(jié)等諸多方面著手，達到二次管網(wǎng)的平衡，進而使整個供熱系統(tǒng)高效節(jié)能的運行，在提高供熱質(zhì)量的同時，降低能源消耗。

參考文獻 ：

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[2]石兆玉.對我國供熱技術發(fā)展的展望[J].區(qū)域供熱，2015（05）.

作者簡介：

衣福軍（1987—），男，遼寧大連人，大學本科，作者單位：大連裕豐供熱集團有限責任公司。