供热系统热网水力平衡调节分析崔德山

供热系统热网水力平衡调节分析崔德山

崔德山

（通辽热电有限责任公司供热二分公司内蒙古通辽028000）

摘要：目前在我国的区域集中供热领域，水力失调这一问题在相当程度上普遍存在，也使运行中的供热参数发生紊乱，影响了整体供热工程的综合质量，增加了系统的无效能耗。正因如此，供热工程中热网系统水力平衡调节的方法与各类节能措施将是从业热力的工作人员奋力追求的目标，也将是未来向节能降耗减排发展、构建集约型社会的契机。

关键词：供热系统；热网水力平衡；调节

1热网系统水力失调现象产生的原因

1）热网设计中，管道规格具有离散型，管径、管长、材料的差异及其他方面使管路中介质流动产生的摩擦阻力也参差不齐，如果不经过人为调节，热网中各个用户所在的环路相对就无法达到水力平衡，在热网的设计阶段，通常是以满足最不利点用户最低所需要的资用压头为基准进行下一步设计，这样其他各用户的资用压头就能富余一定程度的量。在上面所说这种情况下，依靠管路自然分配到各个用户，就必然产生水力失调现象。

2）设计及选用设备阶段，循环泵的选型若不匹配管网特性，流量压头多余或者不足，都是工作点偏离设计状态下理想的运行工况，这也是导致水力失调的原因之一。

3）在热网实际使用中，系统用户的增减都会从整体上使管网特性产生变化，网路中用户点的变化，使得新热网的流量分配与原来的情况不符，这时的管网特性需要重新分配流量来解决新产生的水力失调状况。

4）系统中热用户用热状况发生变化，如围护结构的变化、散热器散热性能的变化，最终转换为用户对流量要求的变化，此时也会导致水力失调，这也要求流量需要重新调节，合理分配。

2热网系统中关于调节水力平衡的探究

当前在热力行业里，实际运行中大多采用质量—流量调节或者分阶段改变流量的质调节，对于热源及主管网来说，这可看做热量输出端的整体调整，为供热初调节的必要手段之一，在总热负荷相对固定的情况下，热源参数在某范围内波动很小，此时就需要进一步逐级调整水力平衡，以合理分配热量，力求最终与各用户的热负荷需求相符，达到热力平衡的状态。

2．1区域集中供热调节（以换热站为单位）

区域性集中供热的主要任务是合理地将热介质分配到每个热用户，换热站作为二级换热的中转点，此时的换热站相对于热源来说，就如同庭院网中的热用户，在保证各个热用户间的水力平衡的前提条件，就是各换热站热力平衡。即在满足各个换热站不同热负荷需求的前提下，管网的水力工况因某些因素产生变化后，系统能因具体情况自动反馈，控制阀门节点以合理分配流量，保证下一级管网的运行和用户的供热不受影响。但受外界环境因素或有时人为因素的影响频繁且存在不同程度的复杂性，使热网在运行的过程中流量随时会发生改变，在如此复杂的情况下，对少则几十、多则上百的换热站手动操作阀门来调节平衡不但操作量过于大，而且也根本不可能保持整个热网系统的稳定状态。现今，各区域供热的控制调度中心大多使用以自动化控制为工具的全网平衡系统，系统中实现一次网及换热站水力平衡主要用的是自动控制反馈系统和电动调节阀相结合。在自动化高度实现的换热站，温度变送器、压力变送器等其他起采集作用的“神经末梢”将运行的参数转化为电信号，通过数据信息的搜集整理，分析得出反馈，用一定的模块程序归纳出适当的控制算法，得出所需的二次供水温度，传递给热网控制系统，在控制器中通过调节电动调节阀改变换热站内一次网的流量，从而达到改变二次供水温度的目的，进而调节庭院网的供热量，使其与用户建筑物所需的热量匹配，最终实现换热站间的水力平衡、热量平衡，降低一次管网运行的热力失调。

另外，通过软件设置，还可以实现供热系统的分时控制。在初寒期或供热末期，昼夜温差大，此时则可以降低正午时分的供水温度；公共建筑的供热也有其特点，它的用热状况和居民住宅的情况是不同的，如营业类场所（商场、商铺），大多数情况下白天需要供热，而夜晚则无需长时间供热；又如学校，周末和节假日也无需供热。如果可以实行分时间段供热或根据具体情况调节供热温度，可节省30%以上的能源，减少浪费。

2.2流量调节阀安装

在一次网进入换热站和各个构筑物入口设置自力式流量调节阀、自力式流量平衡阀、管网分支处设置平衡阀，使管网平衡的调节手段得以加强非常重要。常规蝶阀、截止阀、闸阀不具备可靠地调节功能。当需要调节某一个普通阀门时，该回路流量随之变动，但同时其它支路阀门通过的流量也在变化，这种调节手段只能相对提高水力平衡效果，但不可能维持平衡稳定，管网任何一处阀门调整都会造成系统平衡变化。

近年来很多热网，包括新建和改造热网都较多采用自力式流量控制阀，该阀的特点是可以根据用户的实际需要保持恒定流量，自动消除剩余压头，维持为用户设定的入户压力差，且不受外界流量变化干扰，维持流量恒定。

2.3实施分布式混水加适当调控手段

常规供热系统二次网采用换热站内集中设置循环水泵的，若实施分布式混水循环方式可以消除近端压差大远端压差小的弊病，再适当辅以调控手段，则可有效地解决水力失调问题。该方式在解决水力失调的同时还节约了电耗。换热站集中循环系统造成近端热用户压差过大，以至于不得不加装流量调节装置进行限流，造成大量电能的无谓浪费。采用分布式混水泵系统，不但避免了上述电能的浪费，而且大大降低主循环泵配套电机功率，从而实现在最小的耗电功率下达到合理供热量的输送，因此分布式混水技术备受青睐。

结束语

随着城市扩大的步伐加快，供热行业也有了高速发展，我国北方城市中区域集中供热规模越来越大，热网系统越来越复杂，水力不平衡的问题出现得也越来越普遍，即热网在实际运行中各用户的流量与理想情况下所需流量不一致。高低温水管网系统水力失衡是供热管网最突出且普遍存在的问题，严重地浪费了现有能源。

参考文献：

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[3]李敏.多热源供热系统热源平衡分配技术及应用[J].华电技术，2016，3806：49-50+79.