论集中供热系统的水力平衡调节与节能措施

论集中供热系统的水力平衡调节与节能措施

刘宏毅 孙郁文

天津市津安热电有限公司  天津  300204

摘要：在我国经济快速发展的背景下，我国采暖模式在近几年有了很大改变，并且越来越重视节能减排的推广与实施。如何有效开展供暖节能减排工作，保证居民供暖供暖的质量，是目前供热行业的热门话题和不断深入的问题。探讨了热源、热网、换热站的同步动态平衡调整，目的是更好地做好均衡供暖工作，保证供暖客户的室内温度的相对稳定，为供暖系统的经济、平稳运行奠定了基础。基于此，本文对集中供热系统的水力平衡调节与节能措施进行了研究，首先分析了热系统水力失调的状况及产生的原因，然后提出了消除水力失调，实现供热系统节能运行的改进方案，以期为相关人员提供参考。

关键词：集中供热；供热系统；水力平衡;平衡调节

前言：

目前，节能措施是供热管理部门的主要任务，在供热工作中起着关键作用。但我国供热系统能耗仍然很高，不符合国家绿色节能发展的要求。因此，有关部门和人员应制定切实可行的节能措施，使供热系统正常、有序、稳定地运行。为此，应该对集中供热系统的水力平衡调节和节能措施进行研究。

1 供热系统水力失调的状况及产生的原因

对供热系统水力失调原因的分析，可分为以下五个方面：泥沙淤积造成水力失调的流量分布不平衡，造成水力失调；循环水泵选型不当，造成运行时间与设定值偏差的水力失调；运行时实际热负荷与原设计热负荷不符，超过或低于原设计热负荷，造成水力失调；因系统高程差或上下游居民高程差，造成垂向水力失调；运行过程中因系统流量变化造成水力失调，如室外温度过低、阀门开启、室外温度过高、阀门关闭，影响其他未安装调节设施的用户，造成水力失调及动态水力失调。此外，在室外供热管网的支路和主干道上未设置必要的调控装置，导致部分管路腐蚀严重、阀门失效、控制和连接不完善等问题。这些问题都很明显，每年的运行维护费用都比较高。另外，由于管道敷设时间较长，管道、管件和阀门的腐蚀比较严重，经常发生泄漏，管道的绝缘层和保护层会受到损坏[1]。

传统的供热管网和热交换站的调节控制一般只以二次热交换站的供回水温度为控制对象。但由于室外温度变化、热源波动、管网特性不同、用户用热习惯和围护结构保温性能差异等原因，特别是分户热计量用户数增加、用户用热数量变化较大时，人工调节已不能满足当前用户的节能需要[2]。

2 消除水力失调，实现供热系统节能运行的改进方案

2.1全面水力系统平衡的优化方案

全面水力系统平衡是一种综合的最优方案，其实现的主要基础是：任何一种系统都会有静态水力失调和动态水力失调并存的情况，而单纯地解决这两种情况中的一种并不能对水利平衡方案进行调节。因此，综合水力平衡的优化方案就是通过静态和动态两种方式同时进行调整，从而确保整个供热系统的水力平衡。本项目能够在较复杂的供暖系统中完成水力平衡调控任务，并从根本上解决了动、静两个问题，达到节能降耗的目的。但因为投资巨大，施工难度大，使用的范围也有限。此外，还可采用增加阻力的方法，使用户的富余压头能够被更好地调整，从而更有效地解决水力不平衡问题。该技术还可以降低热浪费，具有一定的节能作用[3]。

2.2对水力平衡的合理控制

采暖的主要目的是让用户在室内能感到舒适，在保证用户舒适的同时，还需要确保节能和降低能耗。因此，在供热系统中实现热平衡已成为供热的基本保证条件，所以必须保证水力平衡，才能保证热力平衡，最终达到热量平衡的目的。然而，要实现水力平衡的可靠控制，通过设计计算很难达到理想的效果，即使最好的设计也不能完全消除水力不平衡。究其原因，是实际施工和设备材料与预期设计不一致，动态调整会导致供热管网运行不协调。目前，主要依靠调整设备来解决水力不平衡问题。如果不监测供热网络，就会出现不平衡。由于供热对象是多个供热用户，很难实现所有热点的统一性和同时性，因此会出现冷热不均的现象，甚至经过一定时间的调整，才能达到暂时的平衡。当热源和室外温度发生变化时，整个供热管网需要较长的温度调节过程，使用户的实际供热会有较大的偏离，用户的室温不能保持相对稳定，在相当长的一段时间内，部分用户的室温偏高，部分用户的室温偏低，导致热交换站的调节一直处于被动状态 因此，供热管网的水力平衡需要强有力的监测系统来控制水的平衡[4]。

2.3对热空气和热源的调整

一级管网的水力平衡是根据各供热站的供热面积分配一级管网的循环水量。这种方式必须存在于所有换热器存在方式合理且参数相同的状态下，才能实现平衡，而这种前提是不可能实现的。主要原因是：在施工初期，我们需要考虑膨胀这一问题，换热器功率偏高，要避免错配。换热器运行一段时间后，会出现结垢等不符合换热系统的情况。因此，有必要将热源、热网、换热站和供热用户集成到一个系统中，采用多变量复合方式进行控制[5]。

2.4 二级网供回水平均温度控制

各换热站采用相对变化的复合控制方法，控制二级管网的水平温度，调节一级管网的供水流量。二级网供回水平均温度控制的优点是有效地利用实际供热量与供热总量的相对变化进行调节，引入并给出了定额指标。通过对用量的控制，能够及时、有效地实现平衡调节。当供热相应减少或增加时，温度控制阀的尺寸也可以改变，以便在适当的时间内调整其参数的变化。一般以30-60分钟为一个调整周期，也可根据网络的特点选择不同的调整周期。热电厂作为主要的热源，应根据室外温度的变化进行调节在室内温度平均变化的基础上，将被动形式转化为整个网络的动态调整，完成分布。二级网络的温度以阶梯的形式变化，或升或降，从而降低温比和时差

[6]。

3 结论

在国民经济高速增长和快速发展的新时期，人们的生活水平有了很大的提升，他们对生活质量的要求也越来越高。供暖系统是城市化进程中的一个重要方面，它必须进行相应的改造，以适应社会的发展和人民的需要。当前，随着现代城市化，供暖系统的平衡调整逐渐变成了一项复杂的、综合的系统工程，在运行中采用多样化的手段能够得到最佳的效果，而对其进行全面、仔细地考量则是一项强有力的保证，其中，节能降耗技术至关重要。所以，在实际操作过程中，要把节能政策的引进贯彻下去，把节能措施落实到具体的工作中，最大程度地让供热系统达到均衡的节能运行，提高效益。

参考文献；

[1] 王小虎.集中供热系统的水力平衡调节与节能措施探析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2022(1):4.

[2] 胡雪,杨俊红,刘德朝,等.基于人工智能与热力系统融合的综合节能技术研究[J].地热能, 2022(000-002).

[3] 高然,宋志强.集中供热系统的水力平衡调节与节能措施分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2021(8):2.

[4] 王健.供热系统的水力平衡调节与节能措施分析[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2022(1):4.

[5] 孟武春.提高集中供热系统水力平衡节能效率技术应用研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2021(7):1.

[6] 马跃.自动化系统在燃气锅炉集中供热及水力平衡节能技术上的应用探析[J].中国设备工程, 2022(1):33-34.

作者简介：刘宏毅(1990.9-)，男，回族，天津，大学本科，中级工程师，研究方向：集中供热。