集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)課件

1、集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)1第七章第七章 集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)u概概 述述u供熱調(diào)節(jié)的基本原理及計算公式供熱調(diào)節(jié)的基本原理及計算公式u熱水供暖系統(tǒng)集中供熱調(diào)節(jié)方法熱水供暖系統(tǒng)集中供熱調(diào)節(jié)方法集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)2第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述初調(diào)節(jié)初調(diào)節(jié)供熱調(diào)節(jié)（運行調(diào)節(jié)）供熱調(diào)節(jié)（運行調(diào)節(jié)）集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)3一、初調(diào)節(jié)一、初調(diào)節(jié)u1定義定義u在在系統(tǒng)投入運行初期系統(tǒng)投入運行初期進行的調(diào)節(jié)，稱為進行的調(diào)節(jié)，稱為初調(diào)節(jié)初調(diào)節(jié)。u為什么要進行初調(diào)節(jié)？為什么要進行初調(diào)節(jié)？u在供熱過程中，由于各種原因（設(shè)計、安裝），在供熱過程中，由于各種原因（設(shè)計、安裝），各熱用戶的實際流量很難

2、與設(shè)計流量相符，即靠各熱用戶的實際流量很難與設(shè)計流量相符，即靠近熱源的用戶流量過大，遠離熱源的用戶流量過近熱源的用戶流量過大，遠離熱源的用戶流量過小。小。集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)4l2初調(diào)節(jié)的目的初調(diào)節(jié)的目的l就是在供熱系統(tǒng)正式投入運行之前，把各用就是在供熱系統(tǒng)正式投入運行之前，把各用戶的實際流量調(diào)整到與設(shè)計流量基本相符。戶的實際流量調(diào)整到與設(shè)計流量基本相符。l主要是解決：熱力工況的水平失調(diào)（流量分主要是解決：熱力工況的水平失調(diào)（流量分配不均，冷熱不均）。配不均，冷熱不均）。l3調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式l在各熱用戶入口處，用流量調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)在各熱用戶入口處，用流量調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)節(jié)，如手動流量調(diào)節(jié)閥、平

3、衡閥、調(diào)配閥及節(jié)，如手動流量調(diào)節(jié)閥、平衡閥、調(diào)配閥及流量孔板等。流量孔板等。 一次性調(diào)節(jié)一次性調(diào)節(jié)集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)5二、供熱調(diào)節(jié)（運行調(diào)節(jié)）二、供熱調(diào)節(jié)（運行調(diào)節(jié)）l1定義定義l在在供熱過程中供熱過程中，對熱水供熱系統(tǒng)進行的運行調(diào)，對熱水供熱系統(tǒng)進行的運行調(diào)節(jié)，稱為節(jié)，稱為供熱調(diào)節(jié)供熱調(diào)節(jié)。 l為什么要進行供熱調(diào)節(jié)？為什么要進行供熱調(diào)節(jié)？l初調(diào)節(jié)只能解決各熱用戶平均室溫的均勻性問初調(diào)節(jié)只能解決各熱用戶平均室溫的均勻性問題，但不能保證各熱用戶室溫在整個供暖期都題，但不能保證各熱用戶室溫在整個供暖期都能滿足設(shè)計室溫要求。能滿足設(shè)計室溫要求。l q1-建筑物耗熱量（熱負荷）建筑物耗熱量（熱負荷

4、）l隨隨twtn；gtn；tgtn；q1tn。),(1qtgtftgwn集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)6l2供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)l供暖熱負荷是集中供熱系統(tǒng)最主要熱負荷，甚供暖熱負荷是集中供熱系統(tǒng)最主要熱負荷，甚至是唯一熱負荷，因此，通常把至是唯一熱負荷，因此，通常把qn=f(tw)作為供作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。l3供熱調(diào)節(jié)的目的供熱調(diào)節(jié)的目的l使供暖用戶的散熱設(shè)備的散熱量與用戶熱負荷使供暖用戶的散熱設(shè)備的散熱量與用戶熱負荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，以防止出現(xiàn)室溫過高或過的變化規(guī)律相適應(yīng)，以防止出現(xiàn)室溫過高或過低的現(xiàn)象。低的現(xiàn)象。l供熱調(diào)節(jié)主要是解決：供熱質(zhì)量和供熱經(jīng)濟性。供熱調(diào)節(jié)主要是解決：

5、供熱質(zhì)量和供熱經(jīng)濟性。 經(jīng)常性調(diào)節(jié)經(jīng)常性調(diào)節(jié)集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)7l4集中供熱調(diào)節(jié)的方法集中供熱調(diào)節(jié)的方法l質(zhì)調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)：改變網(wǎng)路的供水溫度：改變網(wǎng)路的供水溫度l量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)：改變網(wǎng)路的循環(huán)水量：改變網(wǎng)路的循環(huán)水量l分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)：把供暖期按室外：把供暖期按室外溫度分成幾個階段，在每個階段流量不變，并溫度分成幾個階段，在每個階段流量不變，并改變網(wǎng)路供水溫度。改變網(wǎng)路供水溫度。l質(zhì)量質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)：根據(jù)供暖系統(tǒng)熱負荷的變化，：根據(jù)供暖系統(tǒng)熱負荷的變化，同時調(diào)節(jié)循環(huán)水量和供回水溫度。同時調(diào)節(jié)循環(huán)水量和供回水溫度。l間歇調(diào)節(jié)間歇調(diào)節(jié)：改變每天的供暖小時數(shù)：改變

6、每天的供暖小時數(shù)l熱量調(diào)節(jié)熱量調(diào)節(jié)：熱量計量調(diào)節(jié)：熱量計量調(diào)節(jié)集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)8第二節(jié) 供熱調(diào)節(jié)的基本原理及計算公式l供暖調(diào)節(jié)的主要任務(wù)：是維持穩(wěn)定的供暖供暖調(diào)節(jié)的主要任務(wù)：是維持穩(wěn)定的供暖房間室內(nèi)計算溫度房間室內(nèi)計算溫度tn 。q3q2q1tn集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)9一、設(shè)計條件下的熱平衡方程式一、設(shè)計條件下的熱平衡方程式l1在在 下，建筑物供熱設(shè)計熱負荷下，建筑物供熱設(shè)計熱負荷l2在在 下，散熱器向室內(nèi)的散熱量下，散熱器向室內(nèi)的散熱量 l l 由于散熱器屬于自然對流放熱，則由于散熱器屬于自然對流放熱，則l所以所以 )(1wnttvqqwt1q)2()(.2nhgnjptttfkttf

7、kqwt2qbnhgtttk)2(bnhgtttfq12)2(集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)10l3在在 下，室外熱水網(wǎng)路供給供暖熱用戶下，室外熱水網(wǎng)路供給供暖熱用戶的供熱量的供熱量 l 4熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定運行工況下，若忽略熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定運行工況下，若忽略網(wǎng)路沿途熱損失，可認為網(wǎng)路沿途熱損失，可認為)(163. 13600/ )(3hghgttgttcgqwt3q321qqq集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)11二、實際運行中的熱平衡方程式二、實際運行中的熱平衡方程式l在保證室內(nèi)計算溫度在保證室內(nèi)計算溫度tn條件下，可列出對條件下，可列出對任一室外溫度任一室外溫度tw與上述相對應(yīng)的熱平衡方與上述相對應(yīng)的熱平衡方程式

8、，即程式，即321qqq)(1wnttqvq12()2ghbnttqft3/3600 1.163 ()ghghqgc ttg tt集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)12三、相對流量比與相對熱負荷比三、相對流量比與相對熱負荷比l為了便于分析與研究，引入為了便于分析與研究，引入相對熱負荷比相對熱負荷比和和相相對流量比對流量比的概念。的概念。l相對熱負荷比相對熱負荷比（實際熱負荷與設(shè)計熱負荷之比）（實際熱負荷與設(shè)計熱負荷之比） ： l相對流量比相對流量比（實際流量與設(shè)計流量之比）（實際流量與設(shè)計流量之比） ： 332211qqqqqqqggg集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)13四、供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)基本公式四、供暖系統(tǒng)供熱

9、調(diào)節(jié)基本公式l假如供暖熱負荷與室內(nèi)外溫差的變化成正比假如供暖熱負荷與室內(nèi)外溫差的變化成正比（即（即 ）,則則l實際上實際上q是一個變數(shù)，是一個變數(shù)，q=f（濕度、風(fēng)向、風(fēng)（濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、太陽輻射等），取速、太陽輻射等），取 ，是為簡化，是為簡化問題。問題。qq wnwnttttqqq11qq 集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)14l綜合上述公式，可得綜合上述公式，可得l此式即為此式即為供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本方程式供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本方程式。hghgbnhgbnhgwnwnttttgttttttttttq1122集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)15l式中分母的數(shù)值，均為設(shè)計工況下的已知參數(shù)。式中分母的數(shù)值，均為

10、設(shè)計工況下的已知參數(shù)。在某一在某一tw下，要保持下，要保持tn不變，則涉及不變，則涉及三個聯(lián)立方三個聯(lián)立方程程，四個未知數(shù)四個未知數(shù) ，因此，需引入一，因此，需引入一個個條件條件才能求解。才能求解。l所謂引進條件，就是所謂引進條件，就是選擇調(diào)節(jié)方法選擇調(diào)節(jié)方法。可能選擇?？赡苓x擇的主要調(diào)節(jié)方法有：的主要調(diào)節(jié)方法有：hghgbnhgbnhgwnwnttttgttttttttttq1122gqtthg,集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)16l l改變網(wǎng)路供水溫度（質(zhì)調(diào)節(jié)），改變網(wǎng)路供水溫度（質(zhì)調(diào)節(jié)），l改變改變網(wǎng)路流量（量調(diào)節(jié)），網(wǎng)路流量（量調(diào)節(jié)），l分段流量的質(zhì)調(diào)（質(zhì)量分段流量的質(zhì)調(diào)（質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)），每段

11、的流量調(diào)節(jié)），每段的l每天供暖小時數(shù)每天供暖小時數(shù) （間歇調(diào)節(jié)）（間歇調(diào)節(jié)） ， ，1gggttconstg 1gggtthghgbnhgbnhgwnwnttttgttttttttttq1122集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)17第三節(jié)第三節(jié) 熱水供暖系統(tǒng)集中供熱調(diào)節(jié)方法熱水供暖系統(tǒng)集中供熱調(diào)節(jié)方法u質(zhì)調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)u量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)u分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)u質(zhì)量質(zhì)量-流量優(yōu)化調(diào)節(jié)流量優(yōu)化調(diào)節(jié)u間歇調(diào)節(jié)間歇調(diào)節(jié)u熱量調(diào)節(jié)法熱量調(diào)節(jié)法集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)18一、質(zhì)調(diào)節(jié)一、質(zhì)調(diào)節(jié)l只改變網(wǎng)路供水溫度，網(wǎng)路循環(huán)水量不變只改變網(wǎng)路供水溫度，網(wǎng)路循環(huán)水量不變（ =1）。）。l特點：特點：管理簡單，操作

12、方便；網(wǎng)路水力工管理簡單，操作方便；網(wǎng)路水力工況穩(wěn)定；但電耗大況穩(wěn)定；但電耗大 。l目前應(yīng)用最多的一種調(diào)節(jié)方法。目前應(yīng)用最多的一種調(diào)節(jié)方法。g集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)191.無混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)無混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)l將補充條件將補充條件 =1代入供代入供暖調(diào)節(jié)基本方程式，可得暖調(diào)節(jié)基本方程式，可得hhggtt,g(3) )( (1) qttttttttqhghghghg(4) )2(2 (2) 221 / 111bnhgnhgbnhgbnhgqttttttttttttq集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)20l+：l-：l式中 -用戶散熱器設(shè)計平均溫差；l -用戶設(shè)計供、回水溫差。

13、 qtqtttjbsngg5 . 01/ 1qtqtttjbsnhh5 . 01/ 1)2( 5 . 0nhgstttthgjttt集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)21l由此可繪制水溫質(zhì)調(diào)節(jié)曲線。由此可繪制水溫質(zhì)調(diào)節(jié)曲線。l如如圖圖7-2中的曲線中的曲線1和曲線和曲線3。)()(),()(whhwggtfqftfqf或或123tg,thtw集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)222帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)l噴射器或混合水泵噴射器或混合水泵l供暖用戶供、回水溫度供暖用戶供、回水溫度hgtt21,qtqtttjbsng5 . 01/1qtqtttjbsnh5 . 01/1集中供

14、熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)23l網(wǎng)路供、回水溫度網(wǎng)路供、回水溫度l任一工況的混合比：任一工況的混合比：l根據(jù)在設(shè)計工況下的根據(jù)在設(shè)計工況下的l流量平衡和熱平衡方程式流量平衡和熱平衡方程式0gguhgggh0ghhht cggt cgcg)(010集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)24l可得設(shè)計工況的混合比：可得設(shè)計工況的混合比： l在用戶阻力系數(shù)在用戶阻力系數(shù)s不變的情況下，不變的情況下， ，由此可得，由此可得l -網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計供水溫差。網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計供水溫差。hgghtttggu10uu qttqttjwbsn)5 . 0(1/ 11qtqttjbsn5 . 01/12gwtt1集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)

15、節(jié)25l由此可繪制質(zhì)調(diào)節(jié)水溫曲線由此可繪制質(zhì)調(diào)節(jié)水溫曲線l如如圖圖7-2中的中的曲線曲線2和和曲線曲線3。)()(),()(2211wwtfqftfqf或或123tg,thtw集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)26二、量調(diào)節(jié)二、量調(diào)節(jié)l只改變網(wǎng)路供水量g，不改變網(wǎng)路供水溫度tg。l將代入供熱調(diào)節(jié)基本方程式，可得量調(diào)節(jié)基本計算公式gbnhgnhtqttttt1/ 1)2(2qttttghghgwnwnttttq集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)27l例例已知熱水供暖系統(tǒng)的供水溫度為已知熱水供暖系統(tǒng)的供水溫度為95/70， ， ，采用量調(diào)，采用量調(diào)節(jié)，當(dāng)節(jié)，當(dāng) 時，求時，求 ？l l特點：隨特點：隨tw，g,易引起供暖系

16、統(tǒng)垂直易引起供暖系統(tǒng)垂直失調(diào)；需采用變速調(diào)節(jié)，節(jié)省電能；目前失調(diào)；需采用變速調(diào)節(jié)，節(jié)省電能；目前很少采用。很少采用。9wt18nt2wtgth和1/ 1 0.318 ( 2)2 18 (95 70 2 18)()95 43.418 ( 9)htc 38. 0)9(18)2(184 .43957095g集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)28三、分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)三、分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)l在區(qū)域鍋爐房熱水供暖系統(tǒng)得到較多應(yīng)用。在區(qū)域鍋爐房熱水供暖系統(tǒng)得到較多應(yīng)用。l特點：特點：綜合質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)的優(yōu)點。綜合質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)的優(yōu)點。l 節(jié)省電耗。節(jié)省電耗。l調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法：把供暖期按室外溫度高低分成幾個把供

17、暖期按室外溫度高低分成幾個階段，在較低的階段，保持階段，在較低的階段，保持g最大；較高的階最大；較高的階段，保持段，保持g最小。最小。l在每個階段在每個階段g不變，按改變不變，按改變l網(wǎng)路供水溫度進行質(zhì)調(diào)節(jié)，即網(wǎng)路供水溫度進行質(zhì)調(diào)節(jié)，即l令令 =const g集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)29l供熱規(guī)模較大的供熱系統(tǒng)一般可分為三階段改變循環(huán)流量：g=100%、80%、60%，對應(yīng)的循環(huán)水泵揚程分別為100%、64%、36%，循環(huán)水泵電耗分別為100%、51.2%、21.6%l供熱規(guī)模較小的供熱系統(tǒng)一般分兩階段改變循環(huán)流量：g=100%、75%l靠多臺水泵并聯(lián)組合實現(xiàn)集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)301.無混水

18、裝置的熱水供暖系統(tǒng)無混水裝置的熱水供暖系統(tǒng)l qtqtttjbsng5 . 01/11 qtqtttjbsnh5 . 01/12集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)312有混水裝置的熱水供暖系統(tǒng)有混水裝置的熱水供暖系統(tǒng)l l -網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計供水溫差。網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計供水溫差。l如如圖圖7-3中的中的曲線曲線1和和曲線曲線3。 qttqttjwbsn5 . 01/11 qtqtttjbsnh5 . 01/12 gwtt1集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)32123tg,thtw集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)33五、間歇調(diào)節(jié)五、間歇調(diào)節(jié)l在供暖初期或末期室外溫度較高時，不改變網(wǎng)在供暖初期或末期室外溫度較高時，不改變網(wǎng)路

19、的循環(huán)水量和供水溫度，只改變每天的供暖路的循環(huán)水量和供水溫度，只改變每天的供暖小時數(shù)。小時數(shù)。l每天工作的小時數(shù)每天工作的小時數(shù)n，可按下式計算：，可按下式計算：l h/dl tw -間歇運行時某一室外溫度，間歇運行時某一室外溫度，；l -開始間歇運行時的室外溫度，開始間歇運行時的室外溫度，。l隨隨tw,n?？勺鳛樵诠┡跗诤湍┢诘囊环N輔?？勺鳛樵诠┡跗诤湍┢诘囊环N輔助調(diào)節(jié)措施。助調(diào)節(jié)措施。wnwnttttn 24wt 集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)34集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)35六、間接連接熱水網(wǎng)路的供熱調(diào)節(jié)六、間接連接熱水網(wǎng)路的供熱調(diào)節(jié)l間接連接的熱網(wǎng)，由于加熱熱媒是通過一級網(wǎng)路與換熱器連接，而被

20、加熱熱媒通過二級網(wǎng)路與散熱器連接集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)36l供熱調(diào)節(jié)基本方程式分為一次網(wǎng)熱平衡和二次網(wǎng)熱平衡l忽略管網(wǎng)熱損失和換熱器熱損失kh換熱器傳熱系數(shù)；fh換熱器傳熱面積；g1一次網(wǎng)流量。123,23,1hqqqqqhhhpqk ft3,1112qgc集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)37l對于間接連接，常用的調(diào)節(jié)方式為：一級一級熱網(wǎng)和二級熱網(wǎng)都采用質(zhì)調(diào)節(jié)熱網(wǎng)和二級熱網(wǎng)都采用質(zhì)調(diào)節(jié)；一級熱網(wǎng)一級熱網(wǎng)采用量調(diào)節(jié)，二級熱網(wǎng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)采用量調(diào)節(jié)，二級熱網(wǎng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)。l二級熱網(wǎng)供回水調(diào)節(jié)公式1/ 10.5bgnsjttt qt q1/ 10.5bhnsjttt qt q集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)38l一次網(wǎng)供熱

21、熱平衡公式l運行過程中，建筑物體積v，換熱器傳熱面積fh不變，近似認為熱指標(biāo)q、比熱c不變l換熱器的傳熱系數(shù)kh，主要取決于管內(nèi)、管外的流體流速，對結(jié)構(gòu)形式一定的換熱器，流體流速與熱媒和冷媒的流量有關(guān)，所以采用沙科洛夫推導(dǎo)的近似公式13,1hqqq0.512hkgg集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)39l一次網(wǎng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式l換熱器的傳熱溫差采用算術(shù)平均溫差計算，同對數(shù)平均溫差相比，計算結(jié)果誤差很小。12112nwhpnwttqgkttt0.512hkg g集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)40122ghpttt 1212ghpghttttt集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)41l一、二級熱網(wǎng)都采用質(zhì)調(diào)節(jié)121gg 0.512121121212ghnwghnwttttqgg gtttt110.50.5 2ghghttttq220.50.5 2ghghttttq集中供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)42l一級網(wǎng)路采用量調(diào)節(jié)，二級網(wǎng)路采用質(zhì)