第11章 熱水供熱系統(tǒng)集中運(yùn)行調(diào)節(jié)

1、第十一章第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)中運(yùn)行調(diào)節(jié)第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)11-1 11-1 概述概述l 運(yùn)行調(diào)節(jié)是指當(dāng)熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),為實(shí)現(xiàn)按需供熱,而對供熱系統(tǒng)的流量、供水溫度等進(jìn)行的調(diào)節(jié)。熱水供熱系統(tǒng)的熱用戶，主要有供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)等。這些用熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷不是恒定的，如果供暖通風(fēng)熱負(fù)荷隨室外氣象條件：(主要是室外氣溫)變化，熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝隨使用條件等因素而不斷變化。為保證供熱質(zhì)量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經(jīng)濟(jì)合理，就要對熱水供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) 根據(jù)供熱調(diào)節(jié)地點(diǎn)不同，供熱調(diào)節(jié)可分為集

2、中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)和個(gè)體調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。 l集中調(diào)節(jié)在熱源處進(jìn)行調(diào)節(jié)；l局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶入口處調(diào)節(jié)；l個(gè)體調(diào)節(jié)直接在散熱設(shè)備 (如散熱器、暖風(fēng) 機(jī)、換熱器等)處進(jìn)行調(diào)節(jié)。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) 對于僅有采暖熱負(fù)荷的熱用戶，可采用集中調(diào)節(jié)，對于僅有采暖熱負(fù)荷的熱用戶，可采用集中調(diào)節(jié)，而對于具有多種熱負(fù)荷（如供暖而對于具有多種熱負(fù)荷（如供暖 通風(fēng)通風(fēng) 生活熱水）往生活熱水）往往采用以集中調(diào)節(jié)為主，局部調(diào)節(jié)為輔的綜合調(diào)節(jié)。往采用以集中調(diào)節(jié)為主，局部調(diào)節(jié)為輔的綜合調(diào)節(jié)。 集中供熱調(diào)節(jié)的方法，主要有以下幾種：集中供熱調(diào)節(jié)的方法，主要有以下幾種：l 1. 量調(diào)節(jié)改變網(wǎng)路的循環(huán)水量（很少

3、單獨(dú)使用）l 2質(zhì)調(diào)節(jié)改變網(wǎng)路的供水溫度，流量不變l 3分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；l 4間歇調(diào)節(jié)改變每天供暖小時(shí)數(shù)；l 5質(zhì)量流量混合調(diào)節(jié)即同時(shí)改變網(wǎng)路供水溫 度和流量。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)11-2 供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式 供暖熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的主要任務(wù)：維持供暖房屋的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度。 根據(jù)第一篇供暖工程各章所述，在供暖室外計(jì)算溫度為 ，散熱設(shè)備采用散熱器時(shí)，則有如下的熱平衡方程： 123QQQ1()nwQq V tt （11-1） （11-2）wt第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)3()/36004187()/3600 1.163 ()ghghghQ

4、Gc ttG ttG tt 2()p jnQK F tt （11-4）（11-3）第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)式中 建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W； 在供暖室外計(jì)算溫度 下，散熱器放出的熱量，W； 在供暖室外計(jì)算溫度 下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W； 建筑物的體積供暖熱指標(biāo)，即建筑物每1m3外部體積在室內(nèi)外溫度差為1時(shí)的耗熱量,w/m3； 建筑物的外部體積，m3 ； 供暖室外計(jì)算溫度，； 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，；1Q2Qwtwt3QqVwtnt第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) 進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度，；如用戶與熱網(wǎng)采 用無混水裝置的直接連接方式(如圖810a)，則熱網(wǎng)的供水溫度

5、；如用戶與熱網(wǎng)采用混水裝置的直接連接方式(如圖810b、c、d)，則 ； 供暖熱用戶的回水溫度，；如供暖熱用戶與熱網(wǎng)采用直接連接，則熱網(wǎng)的回水溫度與供暖系統(tǒng)的回水溫度相等，即 ； 散熱器內(nèi)的熱媒平均溫度，； 供暖熱用戶的循環(huán)水量，kgh；c 熱水的質(zhì)量比熱，G；4187Jkg； 散熱器在設(shè)計(jì)工況下的傳熱系數(shù), w/m2； 散熱器的散熱面積， 。ht2htp jtGKF2m第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)gt1gt1gt 散熱器的放熱方式屬于自然對流放熱，是溫差的函數(shù)，它的傳熱系數(shù)具有 的形式，其中b是由散熱器的幾何條件限制的，如就整個(gè)供暖系統(tǒng)來說，可近似 帶 “”上標(biāo)符號表示在供暖室外計(jì)算

6、溫度 下的各種參數(shù)，若對某一室外溫度 狀況下，可列出與上面相對應(yīng)的熱平衡方程。即：()bpnKa tt()/2p jghttt12()2ghbnttQaFt （11-5）wtwwtt123QQQ1()nwQqV tt12()2ghbnttQaFt （11-6） （11-7） （11-8） 地認(rèn)為： ，則式（11-3）可改寫為：第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) （11-9） 若令在運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)，在 工況下相對熱負(fù)比 ，相對流量比 ，則：31.163 ()ghQG ttwt/QQ Q/GG G312123QQQQQQQ（11-10）同時(shí)認(rèn)為 qq，則 11nwnwttQQQtt （11-12）

7、綜合上述公式，可得：11(2 )(2 )bghnghnwbnwghnghtttttttQGttttttt（11-13）第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) 公式（11-13）是供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式。式中分母的數(shù)值，均為設(shè)計(jì)工礦下的已知參數(shù)。 式中有四個(gè)未知數(shù)， 、 、 、 ，只有三個(gè)方程，故需引入一個(gè)條件，即調(diào)節(jié)方式。如： a) 改變網(wǎng)路的供水溫度（質(zhì)調(diào)節(jié)）； b) 改變網(wǎng)路流量（量調(diào)節(jié)）； c) 同時(shí)改變網(wǎng)路的供水溫度和流量（質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)）； d) 改變每天供暖小時(shí)數(shù)（間歇調(diào)節(jié)）。 gthtQG第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)11-3 直接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié)一、質(zhì)調(diào)

8、節(jié)一、質(zhì)調(diào)節(jié) 在進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，只改變供暖系統(tǒng)的供水溫度，而用戶的循環(huán)水量保持不變，即 =1。 1) 對于無混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，將 此補(bǔ)充條件 1代入熱水供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式(813)，可求出質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度的計(jì)算公式。GG110.5(2 )0.5()bggnghnghttttt Qtt Q （11-14）110.5(2 )0.5()bhhnghnghttttt Qtt Q （11-15） 第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)2)對帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，外網(wǎng)供水溫度 ，回水溫度 。見圖8-1，則有 ， 。 （11-18）122ht0hGGG0/huGG由混水

9、前后焓不變有：0 10()h hhgcGcG tGG t c 由此可得設(shè)計(jì)工況：1gghtutt （11-19）任意工況下， uu，因用戶阻力不變且入口處 1()()gghgghtu tttuQ tt （11-21）壓力不變，則有：第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)圖11-1 帶混水裝置的直接連接供暖系統(tǒng)與 熱水網(wǎng)路連接示意圖圖11-1 帶混水裝置的直接連接供暖系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路連接示意圖第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) （11-22） （11-23）11(0.5)bgnswjtt Qtt Q 110.5bhhnsjttt Qt Q式中：式中： 1wgtt 網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度差，。

10、 依據(jù)質(zhì)調(diào)節(jié)基本公式、水溫曲線及例題11-1的分析，網(wǎng)路的供、回水溫度隨室外溫度的變化有如下規(guī)律：1）隨 wt升高， gt、 ht降低， ghttt 下降； 2）由于 ()bp jnka tt為指數(shù)函數(shù)，曲線呈向上凸形狀； 3）隨著室外溫度的升高，散熱器的平均計(jì)算溫差亦隨之降低。在某一室外溫度tw下，散熱器的相對平均計(jì)算溫差比與相對熱負(fù)荷比。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)特點(diǎn)：1）便于熱電廠供熱 升高， 降低，充分利用低位熱能；2）由于 不變，在 升高，流量大，循環(huán)水泵功耗大；3）質(zhì)調(diào)節(jié)，當(dāng)存在生活用熱、通風(fēng)負(fù)荷時(shí)，要求 70, 否則不能保證熱水供水溫度和通風(fēng)吹冷風(fēng)；4）比較方便簡單

11、易實(shí)施。wtgtGwtgt第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)二、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)二、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié) l分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，是在供暖期中按室外溫度高低分成幾個(gè)階段，在室外溫度較低的階段中，保持設(shè)計(jì)最大流量；而在室外溫度較高的階段中，保持較小的流量。在每一階段內(nèi)，網(wǎng)路的循環(huán)水量始終保持不變，按改變網(wǎng)路供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) 三、間歇調(diào)節(jié)三、間歇調(diào)節(jié) 間歇調(diào)節(jié)：當(dāng)室外溫度升高時(shí)，不改變網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天供暖小時(shí)數(shù)，這種供熱調(diào)節(jié)方式稱為間歇調(diào)節(jié)。 應(yīng)用：間歇調(diào)節(jié)可以在室外溫度較高的供暖初期和末期，作為種輔助的調(diào)節(jié)措施。

12、 具體： （11-34） 24nwnwttntt/h d第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)8-4 間接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié)間接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié) 對于間接連接系統(tǒng)為保證供暖用戶水利穩(wěn)定性，多采用質(zhì)調(diào)節(jié)，而熱網(wǎng)的 、 取決于一級網(wǎng)路調(diào)節(jié)方式和換熱器熱力特性。 1.熱水網(wǎng)絡(luò)采用質(zhì)調(diào)節(jié) 此時(shí) ，根據(jù)網(wǎng)路供給熱量的熱平衡方程式，得出：121yiG12121212yiyiQG （11-35）由換熱器熱平衡方程，可得：tQKt（11-36）第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) 水-水換熱器的相對傳熱系數(shù)比； 在設(shè)計(jì)工況下，水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，； （11-37） Kt1212

13、()()lnghghttttt 在運(yùn)行工況下，水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，；t1212()()lnghghttttt （11-38） 對于管殼式水-水換熱器的相對傳熱系數(shù)比 K如下： 0.50.5yierKGG（11-39） 第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)整理可得出： （11-42）1212ghghttQtt （11-41）1212()()lnghghttQttt通過聯(lián)立求解，即可確定熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)的相應(yīng)供、回水溫度 值。 1和 2第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)11-5 供熱綜合調(diào)節(jié)供熱綜合調(diào)節(jié) 供熱綜合調(diào)節(jié)：對具有多種熱負(fù)荷的熱水供熱系統(tǒng)，通常是根據(jù)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié)

14、，而對其它熱負(fù)荷則在熱力站或用戶處進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)稱作供熱綜合調(diào)節(jié)。 本節(jié)主要闡述目前常用的閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)（見圖11-5），當(dāng)按供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，對熱水供應(yīng)和通風(fēng)熱負(fù)荷進(jìn)行局部調(diào)節(jié)的方法。 熱網(wǎng)集中質(zhì)調(diào)節(jié)， （指采暖部分），此時(shí)網(wǎng)路供、回水溫度曲線見圖11-6。170第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)圖11-5 閉式并聯(lián)熱水系統(tǒng)示意圖圖圖 11-5 11-5 閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)示意圖閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)示意圖第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)圖11-6圖圖 11-611-6(a)(a)并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)供熱綜合調(diào)節(jié)水溫曲線示意圖；并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)供熱綜合調(diào)節(jié)水

15、溫曲線示意圖；(b)(b)各熱用戶和網(wǎng)路總水流量圖各熱用戶和網(wǎng)路總水流量圖第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)1.熱水用戶系統(tǒng)的調(diào)節(jié)（最不利工況是采暖初期）。 （11-51）對于采暖期（ 1rQ ），），在某一 wt下熱平衡得： 1221ryi rrrrQG （11-52）11rrtQKt（11-53）0.5yi rKG （11-54） 第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)12121ryi rrrQG整理方程如下： （11-55）12121ryi rrG0.51212()()1lnrrlyi rrrrlttGttt （11-56）在上兩式中， yi rG和 2 r為未知數(shù)，通過試算和迭代可以確

16、定。 第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)1.對通風(fēng)用戶系統(tǒng)同理可聯(lián)立：2121tt （11-61） 121122tttG （11-62）在整個(gè)采暖期流出空氣加熱器的網(wǎng)路回水溫度見圖11-6（b），可知熱網(wǎng)的總流量最大值發(fā)生在初期。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)分析得出：1）多種熱用戶共存時(shí)，網(wǎng)路的設(shè)計(jì)流量是由調(diào)節(jié)方案 來確定。 2）當(dāng) 時(shí)， 很低情況下，就需采用間歇調(diào)節(jié)。補(bǔ)充內(nèi)容：l 間接連接供熱系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié)與局部自動(dòng)調(diào)節(jié)（即集、散式）的方法。 l1）集中調(diào)節(jié)：保證熱量，供水溫度大于70； 保證每個(gè)用戶入口足夠的壓差與熱網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)的壓力值。l2）局部采用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。70wt第

17、十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)11-6 多熱源并網(wǎng)運(yùn)行的供熱調(diào)節(jié)多熱源并網(wǎng)運(yùn)行的供熱調(diào)節(jié) 多熱源并網(wǎng)技術(shù)是國外供熱先進(jìn)國家為節(jié)約能源、降低系統(tǒng)運(yùn)行成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，在綜合運(yùn)用水泵調(diào)速技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)先進(jìn)的熱水管網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)。它與單熱源供熱調(diào)節(jié)有著很大的差異。多熱源并網(wǎng)技術(shù)的核心內(nèi)容是在保證用戶供熱質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)各熱源的供熱量能按需要進(jìn)行自由調(diào)度。本節(jié)介紹一種簡單易行的多熱源枝狀管網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)方程及其調(diào)節(jié)曲線。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)一一 并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)調(diào)節(jié)并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)調(diào)節(jié)l多熱源并網(wǎng)供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，各熱源的供熱量需根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性和熱負(fù)荷的變化進(jìn)行

18、合理的調(diào)度安排，因此各熱源的供熱范圍和管網(wǎng)中的流量會隨時(shí)隨地發(fā)生變化，是一個(gè)變流量的供熱系統(tǒng)。第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié)圖圖11-7ABC11-711-7 多熱源枝狀管網(wǎng)示意圖多熱源枝狀管網(wǎng)示意圖以圖以圖11-711-7所示的供熱系統(tǒng)為例，若圖中熱源所示的供熱系統(tǒng)為例，若圖中熱源A A為燃煤熱電為燃煤熱電廠，供熱能力較大約占總供熱能力的廠，供熱能力較大約占總供熱能力的60%60%；熱源；熱源B B為燃煤鍋為燃煤鍋爐房，熱源爐房，熱源C C為燃油鍋爐房。在整個(gè)供熱季內(nèi)對用戶的供為燃油鍋爐房。在整個(gè)供熱季內(nèi)對用戶的供熱量是一定的。熱量是一定的。 要做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各熱源的供熱量顯然要做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各熱源的供熱量顯然應(yīng)按以下原則進(jìn)行調(diào)度；應(yīng)按以下原則進(jìn)行調(diào)度；第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié) l（1）熱源A應(yīng)作為基本熱源，盡量滿負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷未滿前其他兩個(gè)熱源不應(yīng)投入運(yùn)行；l（2）熱源A滿負(fù)荷后，首先投入調(diào)峰熱源B。熱源A保持滿負(fù)荷工作，熱源B根據(jù)用戶負(fù)荷的變化調(diào)整供熱量，補(bǔ)足熱源A供熱不足的