供热调节技术分析

郑立秋 石守岩

【摘要】供热系统适量供热调节是实现供热节能的关键技术之一，但是面对各种不同的用户系统及供热方式，需制定相对应的整体综合调节策略。根据我国供热系统的现状，应该针对新型供热系统和旧有供热系统制定相应的方案。尤其对北方寒冷地区采暖期长，采暖初期和采暖终期白天和夜间室外空气温差大的实际情况，应引起供热主管部门和锅炉运行管理人员的重视，加以采纳运用。

【关键词】供热；调节；节能；降耗

中图分类号：TE08文献标识码： A近年来，伴随着供热计量收费在供热用户的不断实施，必须要有一种相应的热量可调节手段，来实现室内温度和舒适度的调节，否则不但不能实现合理有效的节能，还会造成严峻的环境污染与能源浪费。在现阶段的社会发展之中，实现用户热量可调节技术主要是通过在各用户室内的散热管道上安装一个自我温度调节的调节阀，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，用户可以根据个人生活习惯及经济条件在调节阀上设定所需温度。调节阀的安装与调节方式主要有双通阀和三通阀两种方式，针对这两种方式供热系统也要采取相应的调节方案。 一.系统调节原因 和供热调节的目的在过去的供热系统设计、施工以及运行的过程中，由于受到种种因素的影响而存在着较多设计不规范、施工不合理和运行管理不科学的隐患，这就造成供热系统在实际的运行过程中往往受到限制而无法发挥理想的运行状态，也无法确保水力工况的良好进行，有的时候甚至与预计效果差距很大，这就造成了系统供热不一致，造成人们生活的还影响。这就迫切的需要我们对供热系统加以完善和整合，形成一套系统的供热调节技术。冬季供暖问题是关系城市居民切身利益的大事。现在供暖企业自负盈亏,既要使居民供暖温度达到标准又要使企业的运行成本达到最低,这就要求供暖企业挖掘内部潜力,做好供热调节工作。因此,对整个热水供热系统进行合理的供热调节就变得至关重要。热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外,还应根据采暖季节(初冬还是严寒)、采暖时间(白天还是夜间)等情况对供热量进行调节。供热调节的目的,一是使系统中各用户的室内温度比较适宜;二是避免不必要的热量浪费,实现热水采暖的经济运行。热水采暖系统试运行期间,由安装单位进行的第一次调节为安装调节,它的目的是检查采暖系统能否达到设计要求。系统投入运行后还要继续进行调节,此为使用调节。运行调节根据采暖系统情况不同,可采用若干种形式,但无论哪种调节方式最终都要通过司炉人员的运行操作来完成。

二.供热调节的分析和供热调节原理 2.1 供热调节的分析

供暖问题是民生问题的重点，其涉及到居民的切身利益，因此，国家对其技术的发展给予了高度的重视。随着社会的发展，经济的进步，目前很多企业脱离国企，实现自负盈亏的状态，目前我国的很多供暖企业即是自主经营的模式，因此在实现供暖目标的基础上，也要实现企业的成本最低，这对供暖企业提出了新的挑战，而最佳的应对措施就是做好供热系统的调节工作，实现供热目标。从上文的分析中我们可以发现，对整个供热系统进行调节就显得尤为重要，热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外，还应根据采暖季节(初冬还是严寒)、采暖时间(白天还是夜间)等情况对供热量进行调节。从供热的目的来看，主要是满足供热用户对热量的需求的同时也要尽量的避免热量的浪费，实现供热的经济运行目的。从热水供暖系统的调节步骤我们可以看到，首先在试运行期间安装单位进行第一次的调节，主要是对采暖系统的检查，确定其达到设计的目的。 2.2 供热调节原理 供热调节的主要任务是维持供暖建筑的室内计算温度。当供暖系统在稳定状态下运行时,如不考虑管网的沿途热损失,则系统的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量,同时也应等于供暖用户的热负荷。 建筑供暖方式分为连续供暖和间歇供暖两类。对于不同的供暖方式,供热调节的方法也不同,这主要是由墙体和室内物体的蓄热性能所决定的。对于间歇供暖建筑,当停止供暖后,室内温度不会瞬间降至建筑发生冻害的温度,它需要经过一个降温期。当重新开始供暖后,室内温度升高至计算温度也需要一段升温期,升温期所需要的时间取决于围护结构和室内物体的蓄热性能。

三、热力运行适量调节 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。室内系统可以采用恒流量运行，热网系统采用变流量运行，也能获得较好的节能效果，而且对热网的运行稳定性也会更为有利，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，在此不做阐述。 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。根据热网运行参数预报的供热负荷，就是用户在下一个时间段所需要的热负荷。因此提高预报精度，保证预报控制稳定性成为主要的问题。供热负荷预报的方法很多，在此不做研究。 3.2.1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。 3.2.2循环泵变转速时的预测控制。由前面的分析可知，热力系统采用变流量运行方式输送热量是节能的。在较大范围内变化流量调节时，采用变频变循环泵转速则是最节能的。因此如果热用户是变流量运行，则循环泵应该采用变频变转速运行，热源则应该采用质调节与量调节相结合的综合调节运行方案。 3.3 供热调节的方式 运行调节中，在热源处进行的温度、流量的调节称为集中运行调节。集中运行调节的方法有以下4种: ①质调节――改变网路的供水温度;②量调节――改变网路的循环水量;③分阶段改变流量的质调节――同一阶段流量不变;④间歇调节――改变每天供暖时数。 3.3.1 质调节 在进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而系统循环水量保持不变。这种调节方式，网路水力工况稳定，运行管理简便，采用这种调节方法，通常可达到预期效果。 集中质调节是目前最为广泛采用的供热调节方式，但由于在整个供暖系统中，网路循环水量总保持不变，消耗电能较多。同时，对于有多种热负荷的热水供热系统，在室外温度较高时，如仍按质量调节供热，往往难以满足其他热负荷的要求。例如，对连接有热水供应用户的网路，供水温度就不应低于70℃。热水网路中连接通风用户系统时，如网路供水温度过低，在实际运行中，通风系统的送风温度也过低，这样会产生吹冷风的不舒适感。在这种条件下，就不能再按质调节方式，而采用其他调节方式进行供热调节了。 3.3.2 量调节 流量调节就是将采暖期按室外温度的高低分成冬初、寒冬和冬末三个区间,根据水的潜热与流量成正比的概念,对于每个区间,热水的流量即指在室外温度低的寒冬区间中保持大的流量,使用流量大的循环泵;在室外温度高的冬初和冬末区间中保持小的流量,使用流量小一点的循环泵。采用分区间改变流量的调节时,每个区间管网循环流量应保持不变。为降低电耗,在采暖系统中可以设置两台不同规格型号的循环泵。其中一台循环泵的流量和扬程按计算值的100%选择,另一台循环泵的流量和扬程按计算值的75%选择,后者供室外温度高的情况下使用。这样可以大大提高循环泵的运转经济指标,避免了“大马拉小车”的弊端。 3.3.3 分阶段变流量的质调节 把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段:在室外温度较低的阶段中管网保持较大的流量;而在室外温度较高的阶段中管网保持较小的流量。在每一个阶段内,网路均采用一种流量并保持不变,同时采用不断改变网路供水温度的质调节,这种调节方法叫分阶段变流量的质调节。在热水供暖系统中,一般可选用两台不同规格的循环水泵,其中一台循环水泵的流量和扬程按计算值的100%选择;另一台循环水泵的流量按计算值的75%选择。由于水泵扬程与流量的平方成正比,水泵的电功率与流量的立方成正比,所以75%流量的循环水泵相应的扬程可按计算值的56%选用,循环水泵的运行电耗可减小到42%左右。在大型供暖系统中,整个采暖期可分为3个或3个以上的阶段。如果采用3个阶段,各个阶段中循环水泵的流量可分别为计算值的100%,80%和60%,扬程可分别为100%,64%和36%,而循环水泵的耗电量相应为100%,51%和22%。多种容量的循环水泵在一定程度上可以互为备用,采用分阶段变流量的质调节时,热水供暖系统中可以不设备用泵。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点,既较好地避免了垂直失调,又显著地节省了电能。所以,它是一种公认的比较经济合理的调节方法,在区域锅炉房热水供暖系统中得到了较多的应用。 3.3.4 间歇调节 间歇调节是在供水温度和循环水量不变的情况下，用改变供暖时间的方法来达到与热负荷匹配。在室外温度达到设计值时，热源连续供暖，随着室外温度的升高，逐渐减少运行时间。它的前提是假设热源能在额定出力的情况下制定运行时间。如果热源达不到额定出力，将不能保证用户的供热质量。事实上要想使设备满负荷高效率的运行，没有一套完整的监测和管理办法是绝对办不到的。故本调节方法实际上也很少被采用。 另外，由于设计思路的保守，使得在室外计算温度时，非连续运行也能满足用户的要求。这就是目前广泛实行的间歇供暖。间歇供暖与间歇调节有着本质的区别。间歇供暖热源容量的设计远远大于实际需要值。即使是达到室外设计温度的情况下，热源也不可能连续运行。该方式虽然初投资及运行费用较高。但从操作及保证用户供热质量等方面考虑，也还是有它一定的优点。故能在一些小型系统广泛应用。 小结 集中供热系统的调节对供热系统的运行起到了至关重要的作用，其对供暖的意义是非常重大的。对于北方的寒冷地区，冬季时间较长，供暖时段长，对采暖调价措施的选择尤为重要，要根据环境的特点进行调节，选择最为经济、效果良好的措施，相对气温温差变化较大的地区，采取质调节的方法较为合理。总之，集中供热系统的调节技术应该引起相关部门的重视，加以分析，选择最佳的供暖方式，为住户提供最佳的供暖服务。

参考文献

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