基于水力平衡的环网供热系统温流控制优化

基于水力平衡的环网供热系统温流控制优化

赵锋

淄博市环保供热有限公司山东省淄博市 255000

摘要：随着城市化的不断发展，供暖系统也在与多个热源大规模进化。但是，中国很多城市仍然处于传统的供暖模式，这意味着一个城市地区有多个供暖系统，每个供暖系统只向固定地区提供热量，独立运行。在此基础上，对环网加热系统的温度和流量控制的优化进行了下面的参考讨论。

关键词：水力平衡；环网供热系统；温流控制优化

引言

多热源并网供热系统可以提高满足城市热网不断扩大供热需求的能力，既可提高整个系统的运行可靠性，又可使供热量灵活调节，具有诸多优点。但是，目前在我国有的城市虽然把管网联在一起，但在供热时又都用阀门断开，分别运行。这样，使各个热源失去了互补性，同时在供热期又都不能满负荷工作，使其无法发挥全部的供热能力。不但造成了能源的浪费，而且多个热源同时在低负荷下运行，也加重了城市的污染。另有一些工程虽然采用了多热源并网运行的方式，但具体到如何充分利用管网的输送能力、随负荷变化灵活匹配各热源的供热量，还缺乏明确的认识和行之有效的调节手段。

1多热源环网供热系统的组成

多热源环网供暖系统由热源、热网和热循环水泵组成。在多热源环网供暖系统中，一次热源是主要热源，可以是热电厂、大型锅炉房或分布式能源站。峰值负荷热源(也称为峰值负荷热源)通常是本地锅炉房。在热源结构中，为了调节给水和回水管之间的压力差、循环水量以及供热管网的给水和回水管温度，主给水和回水管之间设置有第二通管。在多热源环状管网供暖系统中，管网的形状应根据设计的实际特点进行选择。多热源环状管网可以是分支管网或环状管网。选择管网支、支直径时，应通过水力计算确定。由于许多城市的供暖需求每年都在增加，一些需要通过计算进行改造的管网需要更换。在多热源环状管网供暖系统中，各热源的循环水量在不同的运行条件下差异很大，因此建议使用变速泵对各热源进行循环水量调节。这种泵不仅可以方便地调节每个热源的运行条件，还可以大大降低整个供暖系统的能耗。尽管如此，变速泵的投资相对较大。因此，为了降低能耗和投资成本，不同类型的变速循环泵可以被选择来替代恒速泵，所以变速泵的数量可以在运行过程期间根据不同的工作条件来确定，所以可以达到与变速泵相同的工作效果。

2基于水力平衡的环网供热系统温流控制优化

2.1智能流量控制

在供热系统的热量供应充分情况下,根据监控装置传输到监控中心服务器中的管网内部各节点水流的流量、水压、流速等参数,通过控制中心服务器的运算程序进行分析运算。采用阶段恒定水流流量运算式,对不同节点、不同动力、不同的管道负荷情况下的水流流量进行计算分析;再结合换热站的水流供热情况和供热参数,对供热系统内部循环的水流的流量进行计算。得到不同阶段,不同状态下的水流流量变化情况,对比分析能够计算出在不同参数条件下,供热系统一次循环所需的水流流量,以及各节点水流流量数值。根据从控制中心所收集到的水流量数据,监控人员根据检测所得的数据结果,对供热系统的水流运行直接进行流量控制,调节水流控制阀门的开度,增大管道内部阻力,限制水流流量和流速,从而降低管道内外压差,稳定系统内部水力平衡。

2.2管网改造及优化

加大力度对服役时间超过20年的老旧管网进行改造,对经常出现漏点的薄弱管网进行全面更换,提高管网承压能力。优化管网,打通关键路段管网节点,提升管网输配能力。确保阀门严密性,对一次主管网阀门及用户下线阀门的可靠性进行排查和记录,及时更换关闭不严密阀门,确保故障点能够有效隔离。在管网故障时,尽量做到不解列或者少解列,将对用户的影响降到最低。

2.3智能温度控制

对于供热系统内部水流热量分配不均的情况,需要进行水流温度控制调节。对于距离循环泵较远的供热节点,水流热量往往低于系统设定的水流热量,因此,需要对远距离的供热节点进行供热分配调整,增加远距离节点所在范围内供热站的热量供应,使到达远距离节点的水流在排除了损耗的热量之后,剩余热量仍能够保持在供热系统标准温度范围,实现供热系统内部的水流热量平衡。根据监测设备对水流的温度变化情况进行监测控制,并对数据进行计算分析,计算出各节点所需的补偿温度系数。工作人员根据计算所得数据,对系统内管道阀门和换热站的供热工作参数进行调整,适当提高远距离供热节点的水流温度,促进供热系统内部水流温度均衡,实现供热系统水力的热量平衡。

2.4做好市政供热管网标准化施工前的清理工作

市政供热管网标准化施工是供热管网整体施工项目的重要内容，但是，在传统的供热管网体系中存在供热效率低、质量差等诸多问题，这些问题的出现主要是因为供热管道的质量较低或者是管道内部清理工作没有做好而造成的，这就导致了在供热管网供热的过程中会损失过多的能源，而使得需要发挥主要作用的供热管网出现加热不足的问题。在进行市政供热管网标准化施工之前，要对相关仪器设备进行系统地检查，对管道内存留的杂质进行清除，从而为使市政供热管网有着更好的供热效率而提供条件。

2.5调节方法与步骤

2.5.1调节方法

此处运用流量系数法开展相应的调节工作。各个支路需要按照供热末端类型、建筑形式等相关的因素使目标单位面积流量得以进一步明确，并且按照供热面积，计算出具体的目标流量。借助于过渡系数针对计算目标流量予以实际修正，接着再依据修正目标流量和实测流量二者之间的偏差大小顺序完成有关的调试，最终令流量能够接近或者达到相应的目标流量值。

2.5.2调节步骤(1)绘制出热力站供热详细的平面图。(2)记录热力站初期的实际运行工况。(3)计算各个支路中的目标流量大小。(4)借助于过渡系数针对目标流量做出修正，接着在修正目标流量基础之上，和实测流量偏差值对比，编制出调试表。(5)依据调试表开展具体的流量初调节工作。(6)测量初调节完成之后，各个支路的实际流量。(7)将测量流量和目标流量二者做出相应的对比。如果偏差过小，那么需要开展局部修正工作。如果偏差过大，则需要重复以上步骤（4）到步骤（6），直至平均水力失调度保持在±0.1，并且水力离散度在0.5以下为止。

2.6促进新技术的应用，提高管理水平

该技术是保证具有多个热源的环网供热系统稳定运行的基础。只有从根本上重视环形网络的技术作为多种热源，才能安全地安装加热系统。得益于不断的创新和技术发展，可以不断优化具有多个热源的环形网络的供热系统，确保供热系统的安全性、可靠性和实用性。此外，智能开发具有多个热源的环网供热系统需要更高效、更严格的控制机制。不断提高控制水平，严格实施控制系统，制定应急措施，确保供热系统有序运行，最大限度地减少环网供热系统的故障频率。多热源加热系统离不开新技术和有效控制水平控制的应用。

结束语

为了进一步改善供热系统水力失衡等问题,许多专业人士采用各种科学技术对供热系统的水力失调现象进行了研究探索,本文针对我国环网供热系统的水力平衡问题进行了分析探讨,提出水力平衡下的环网供热系统温流控制优化技术,对水力平衡、水力失调以及调节措施和控制管理策略等内容进行深入研究。

参考文献

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