探析城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設計（論文）報告題 目 學 院 學 院 專 業(yè) 學生姓名 學 號 年級 級 指導教師 畢業(yè)教務處制表畢業(yè)學生姓名： xx填寫 學號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設計（論文）題目： 指導教師意見：（請對論文的學術水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導教師結論： （合格、不合格）指導教師姓名所在單位指導時間畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱意見表 學生姓名： xx填寫 學號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設計（論文）題目： 農村宅基地測量技術研究 評閱意見：

2、（請對論文的學術水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設計（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農村宅基地測量技術研究，是本人在導師的指導下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出，論文中的結論和結果為本人

3、獨立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學術道德和學術規(guī)范，沒有侵權行為，并愿意承擔由此而產(chǎn)生的法律責任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：探析城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題摘要：現(xiàn)如今，城市居民對集中供熱系統(tǒng)的要求越來越高，集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題得到了人們的廣泛關注和重視。本文以某工程為實例，探討散熱器的熱特性，對供熱系統(tǒng)水力失調導致的熱力失調問題進行分析，提出有效的解決措施。關鍵詞：城市;集中供熱系統(tǒng);熱力失調0 引言現(xiàn)如今，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市居民對于生活質量的

4、要求也在不段提高，城市居民生活水平的顯著提升，因此加強集中供熱系統(tǒng)的建設具有重要意義。在這一背景下集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題得到了人們的廣泛重視。通常情況下集中供熱系統(tǒng)熱力失調的主要問題為水利失調，主要包括熱源系統(tǒng)水力失調、庭院供熱管網(wǎng)失調以及一次網(wǎng)供熱失調等，對用戶的生產(chǎn)生活造成不良影響。因此對該問題進行深入研究并采取有效的解決措施具有重要意義。1 城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調概述1.1 含義城市集中供熱系統(tǒng)龐大且復雜，其主要組成部分包括熱源、熱網(wǎng)與用戶。其中熱源主要指供熱來源，需要將熱水或者熱的蒸汽作為傳導媒介，將具有全封閉特點的熱網(wǎng)管道作為運輸管道，對熱量進行有效運輸。熱源輸送至各用戶的熱量均

5、勻，在實際應用階段，不同用戶的供暖熱量不均存在明顯差異，該現(xiàn)象較為普遍，也就是熱力失調問題。1.2 表現(xiàn)對城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題進行分析，主要問題包括水利失調和溫度失調。其中前者主要指熱力中心在供暖階段中輸送至個用戶的實際水流量與預先設置的流量不符。因此導致一次熱網(wǎng)難以按照用戶的實際流量進行合理分配，因此引發(fā)冷熱不均的問題1。后者主要因為換熱站的換熱器性能不佳、效率低下，導致?lián)Q熱不足引發(fā)的一次水溫果茶或者一次熱網(wǎng)溫度不足，因此熱量無法充分傳輸至用戶。通常情況下熱力失調均為水力失調。如果系統(tǒng)存在失調問題，講話導致管網(wǎng)遠端用戶供暖熱量不足，近端供暖存在過熱情況。2 工程概況該項目為渭南市熱電

6、聯(lián)產(chǎn)集中供熱的電廠一期供熱管網(wǎng)工程，主要供熱范圍包括渭南市中心區(qū)（臨渭區(qū)）和高新區(qū)北部區(qū)域。設計供暖建筑面積約為1289萬m，設計供暖熱負荷約696.36MW。該項目主要工程內容為熱電廠圍墻外1米至臨渭區(qū)和高新區(qū)的一級熱水管網(wǎng)的設計。供熱管道管槽總長約41.77km，管網(wǎng)最大管徑為DN1400，最小管徑DN250，并設置中繼泵站一座（回水加壓）。3 熱力管網(wǎng)流量分配3.1 流量分配基本規(guī)律對供熱系統(tǒng)管網(wǎng)的形式進行劃分，可分為枝狀與環(huán)狀，其中前者在供熱系統(tǒng)中的應用頻率較高。相關工作人員需要合理設置管道阻力指數(shù)，保證供熱介質在全部管道及支路中流量分配的科學性。管段壓降、流量與阻數(shù)的關系可通過以下公

7、式表示：其中P表示管段壓降;S表示管段阻力數(shù);V表示熱媒體積流量。熱網(wǎng)的阻力數(shù)可通過S表示，對其進行劃分，可分為供水干線阻力數(shù)、回水干線阻力數(shù)以及用戶阻力數(shù)，組成方式為串聯(lián)或并聯(lián)。當系統(tǒng)揚程處于穩(wěn)定不變時，可導致系統(tǒng)某位置阻力數(shù)存在變化，因此其流量需要再次分配。用戶流量與系統(tǒng)流量可通過下述公式進行表示：該公式中用戶m的阻力數(shù)為Sm;用戶n的總阻力數(shù)指S1-n;一干線之后管路總阻力數(shù)為S-n;系統(tǒng)總熱用戶數(shù)為n。通過上述公式可得出用戶與用戶間的流量比：該公式中用戶m的阻力數(shù)為Sm;用戶d的阻力數(shù)為Sd;用戶（d+1）至用戶n的總阻力數(shù)為Sd+1-n;干線（D+1）后的管路總阻力數(shù)為Sd+1-n。

8、3.2 水力失調水力失調是一種常見的現(xiàn)象，主要為用戶實際流程與需求流程之間存在較大的偏差。因為供熱系統(tǒng)的結構相對復雜，是一種管網(wǎng)系統(tǒng)，各環(huán)路的水力情況會彼此影響，因此當一個阻力值產(chǎn)生變化情況，可導致不同用戶和不同用戶之間的流量再次分配。通過上述公式可知，前一用戶m對某兩個用戶流量的比有決定性作用，與用戶m的管段阻力值并無較大關聯(lián)，因此可對流量分配的主要規(guī)律進行分析，包括下述幾個方面：（1）熱源出口的阻力值存在變化，引發(fā)水力失調問題。（2）熱網(wǎng)中間阻力值存在變化，導致該位置用戶之后等比失衡，之前的用戶未受到影響，整個系統(tǒng)存在不一致失衡情況。設置假設條件，系統(tǒng)中采暖用戶數(shù)量為5個，對流量的要求為1

9、00m/h，用戶1阻力數(shù)為50Pa/（m/h），用戶2為40Pa/（m/h），用戶3為30Pa/（m/h），用戶4為20Pa/（m/h），用戶5為10Pa/（m/h），對干管的阻力指數(shù)進行測量，用戶1為0.4，用戶2為0.625，用戶3為1.11，用戶4為2.5，用戶5為10Pa（m/h），總阻力數(shù)為2.4Pa（m/h）。關閉用戶3可導致總阻力數(shù)發(fā)生改變，其阻力值為3.132Pa（m/h）。重新分配的相關數(shù)值如表1所示。通過以上分析能夠發(fā)現(xiàn)，關閉用戶3可導致其他用戶流量提升;用戶3之后的水力失調度呈增加趨勢，之前并不增加，因此整個系統(tǒng)表現(xiàn)為不等比的失衡。4 供熱系統(tǒng)熱力特性分析4.1 散熱器供

10、熱系統(tǒng)的熱力情況不但和水力工況關系密切，同時與換熱器的特性以及周圍結構保溫、透氣情況關系密切。對散熱器的熱力特性進行分析，傳熱特性較為關鍵，易受到其他諸多因素的干擾，主要為熱媒流量、供水問題以及其本身的散熱特性等。散熱器對室內的散熱量可通過下述公式表達：該公式中散熱器相關的常數(shù)為a與b;散熱器的表面積為F;供水溫度與回水溫度為tg與th;室內溫度為tn。其散熱量能夠通過下述公式表達：其中c表示熱媒比熱容，G表示熱媒質量流量。在室內溫度處于穩(wěn)定不變的狀態(tài)下，相關因素均會對散熱量形成一定的影響。當熱媒流量保持穩(wěn)定不變的情況，設備的散熱量與供水溫度呈正相關關系;當供水溫度保持穩(wěn)定不變的情況下，設備的

11、散熱量隨著流量的升高而逐漸趨于平衡。通過上述分析可知，散熱器受到流量和供水溫度的影響規(guī)律有所不同。流量處于穩(wěn)定不變的狀態(tài)下，散熱量易受到溫度的影響;如果流量較小，流量變化對散熱量的影響較大;流量較大則相反。4.2 供熱系統(tǒng)熱力為了對采暖房間熱力失調規(guī)律進行深入分析，不降房間溫度作為定值，以下為房間向外界傳熱公式：上述公式為熱力分析的基本方程組，通過該公式可知在室溫條件下，室內溫度與供水溫度的變化規(guī)律。5 城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調分析對熱力失調的類型進行劃分，主要為水平方向與垂直方向的失衡，其中前者為用戶室溫之間冷熱的失衡性，后者為不同樓層用戶之間的冷熱失衡性。5.1熱網(wǎng)局部阻力變化引發(fā)熱力失調

12、當集中供熱系統(tǒng)處于穩(wěn)定的狀態(tài)下，如果其局部阻力指數(shù)存在變化，比如說某用戶的管段閥門開度改變，發(fā)生堵塞等問題，對處于穩(wěn)定運行狀態(tài)下的集中供熱系統(tǒng)來說，如果局部阻力數(shù)存在變化情況，系統(tǒng)流量也會出現(xiàn)再分配的情況。因為實際流量的變化程度較大，所以設備與室內溫度也存在一定程度的變化。例如上述分析中將用戶3閥門關閉，導致其他用戶的室溫提升。局部阻力變化低總阻力數(shù)的影響程度對水力失調度有決定性作用，因此需要加大排查力度，避免用戶私自安裝供水泵、回水泵等情況。另外，如果系統(tǒng)中采取流量變化的熱調節(jié)，室外溫度存在明顯變化，通常情況需要需要對閥門的開度進行合理調整，保證系統(tǒng)阻力值的有效變化。通過上述分析能夠發(fā)現(xiàn)，用

13、戶的流量表現(xiàn)為等比變化。根據(jù)設備特點可知，流量與散熱量的關系較為復雜，雖然用戶的流量變化呈現(xiàn)一致的狀態(tài)，但是散熱量的變化存在差異，因此引發(fā)熱力失調。因流量調節(jié)導致的熱力失調，可通過相關公式對其進行計算，水平失衡主要體現(xiàn)在近端熱與遠端冷兩方面。5.2 供水溫度變化對系統(tǒng)熱力失調的影響通過以上分析可知，散熱器的散熱量和供水溫度表現(xiàn)為直線關系，但是并非絕對關系。如果垂直單管系統(tǒng)流量處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)下，立管之間的溫度存在一定的差異性，設備的熱量分配比也會有所不同，進而引發(fā)垂直熱力師生情況，所以僅通過集中調節(jié)無法有效解決問題，滿足用戶需求，需要采用個別差異化調節(jié)方法。6 城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調解決措

14、施為了能夠有效解決熱力失調等相關問題，做好系統(tǒng)規(guī)劃設計工作十分必要，提高運行調節(jié)水平及供熱管理水平，進而提高整體供熱水平，全面滿足用戶的供熱需求。（1）提高熱網(wǎng)的水力穩(wěn)定性。為了能夠有效降低系統(tǒng)的水力失調度，在設計工作展開過程中及初步調節(jié)的過程中，需要有效降低干線阻力，進而提高用戶阻力，通過該方式強化熱網(wǎng)的水力穩(wěn)定性。（2）流量調節(jié)要求。為了有效降低系統(tǒng)中循環(huán)水泵的耗電量，需要采取分階段調整流量的調節(jié)方式。如果流量較低程度較小，熱力失調現(xiàn)象較為嚴重。因此在實際操作過程中，采用流量調節(jié)方式時需要對系統(tǒng)流量進行有效控制，確保其高于60%。除此之外，如果集中調節(jié)難以滿足用戶需求，需要聯(lián)合個體調節(jié)應用

15、。（3）提高系統(tǒng)的自動化調控水平。隨著技術的發(fā)展，供熱系統(tǒng)愈發(fā)復雜，各熱力站流量調配的協(xié)調性、滿足全部用戶的需求成為工作的難點。所以需要引進先進的自動化控制技術，提高供熱系統(tǒng)的自動調控水平。（4）溫控裝置與熱計量儀表。目前熱量商品化為供熱用能的主要發(fā)展趨勢，結合當下我國的熱量收費方式，需要采用雙管采暖系統(tǒng)，其主要組成部分為溫控裝置與熱計量儀表，配備專門的溫控裝置，能夠根據(jù)實際需求用熱，配備專門的熱計量儀表，能夠根據(jù)熱量繳費。（5）合理使用調節(jié)閥。調節(jié)閥對于改善系統(tǒng)熱力失調具有重要的作用，是確保水力平衡的主要途徑之一。對目前熱力管網(wǎng)中采用的調節(jié)閥類型進行劃分，主要包括靜態(tài)調節(jié)閥、動態(tài)流量調節(jié)閥與

16、動態(tài)壓差平衡閥。其中靜態(tài)調節(jié)閥對于水力平衡來說具有良好的調節(jié)作用，對其原理進行分析，主要為調節(jié)管道內部阻力進而實現(xiàn)對孔板的調節(jié)，同時對平衡管網(wǎng)中的阻力進行調節(jié)。所以該調節(jié)閥需要通過人工操作發(fā)揮作用。7 結語綜上所述，導致城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調的主要表現(xiàn)為水力失調，需要結合實際情況采取科學合理的解決措施，有效解決熱力失調問題，為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供保障。參考文獻1 孫薇.探析城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題J.中國高新區(qū)，2018（12）：52.2 高士衛(wèi).淺談集中供熱系統(tǒng)的水力失調與水力穩(wěn)定性J.山東工業(yè)技術，2015（6）：96.3 姜萍.集中供熱系統(tǒng)熱力失調的解決方法J.科技經(jīng)濟導刊，2016（12）：60+74.4 孫薇.探析城市集中供熱系統(tǒng)熱力失調問題J.中國高新區(qū)，2018（12）：52.5 盧冰冰.城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能技術及熱力站控制系統(tǒng)的分析J.機械管理開發(fā)，2020（8）：264-265+291. Nowadays， urban residents have higher and higher requirements for central heating system， and the thermal imbalance of central heating system has been widely concerned and valued by peo