供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)平衡調(diào)控方法調(diào)研分析

供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)平衡調(diào)控方法調(diào)研分析摘要：目前各供熱公司越來越注重一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)及節(jié)能工作，通過自控手段改善一次網(wǎng)的水力工況，同時優(yōu)化熱源調(diào)度降低能耗,但由于二次網(wǎng)的復(fù)雜性導(dǎo)致二次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)工作不易開展，只能通過加大循環(huán)流量的方式彌補末端流量不足的問題，從而導(dǎo)致?lián)Q熱站能耗較高。關(guān)鍵詞：供熱系統(tǒng)；二次網(wǎng)平衡調(diào)控；方法1水平失調(diào)的調(diào)控方法人工調(diào)節(jié)冷態(tài)調(diào)節(jié)“冷態(tài)水力平衡調(diào)節(jié)”是指在供熱系統(tǒng)完成通水后，以上一個采暖期內(nèi)小區(qū)的實際用熱面積為基礎(chǔ)，采取“按需分配”的原則，根據(jù)供熱建筑采暖形式、建筑物年限、節(jié)能程度分別計算每個樓棟所需流量。按照熱力入口流量計的數(shù)值（或采用便攜式流量計現(xiàn)場測量）,用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，使各熱用戶系統(tǒng)的流量達到規(guī)定設(shè)定值，使二次網(wǎng)系統(tǒng)達到初步水力平衡。傳統(tǒng)冷態(tài)調(diào)節(jié)的調(diào)試儀器是流量計+調(diào)節(jié)閥的組合，通過樓棟的供熱面積計算得出該樓棟的所需流量，再借助流量計通過調(diào)節(jié)閥門使得該樓棟的流量達標(biāo)。但是，該技術(shù)主要是依靠人工進行調(diào)節(jié)，因此實際調(diào)節(jié)較為復(fù)雜，浪費人力及物力，在系統(tǒng)實際運行后還要根據(jù)實際的運行效果進行調(diào)節(jié)。熱態(tài)調(diào)節(jié)熱工水力平衡調(diào)節(jié)是指正式啟動供熱運行，水溫達到穩(wěn)定工況時，對二次管網(wǎng)進行調(diào)節(jié)。主要采用回水溫度或室溫作為調(diào)節(jié)指標(biāo)。通過調(diào)整，每個用戶的回水溫度趨于相同，或每個用戶的室溫相同。用戶的室溫是反映加熱效果最直觀的指示器。然而，室溫傳感器通常很難安裝，并且存在用戶隨意移動傳感器的問題因此可能會影響數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。作為第二個指標(biāo)，回水溫度更容易測量在一定程度上可以反映用戶的供暖效果。手動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)一般不具備自動調(diào)節(jié)功能。具有調(diào)節(jié)性能的調(diào)節(jié)閥主要通過“等比例調(diào)節(jié)法”、“補償法”等調(diào)節(jié)方式進行水力平衡調(diào)節(jié)。針對小型管網(wǎng)系統(tǒng)，提出了一種簡單快速的初始平差方法。以熱源為基準，由近到遠依次調(diào)節(jié)平衡閥，可以快速、方便、高效地完成水力工況的調(diào)節(jié)。補償調(diào)整方法補償調(diào)節(jié)方法是在平衡調(diào)節(jié)過程中，調(diào)整基本用戶閥門，使其水力不平衡保持在一定值，最后將所有分支調(diào)節(jié)到設(shè)計流量。由于二次管網(wǎng)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的調(diào)整會引起整個管網(wǎng)的壓力分布和流量分布，因此選擇系統(tǒng)中的一個用戶作為參考用戶，并確定最不利的用戶。同時，調(diào)整參考用戶和最不利用戶，使其流量達到設(shè)計壓降和設(shè)計流量，保持基本用戶流量測點不變，依次調(diào)整其他用戶，使其他基本用戶達到設(shè)計流量。這種方法需要計算每個用戶在調(diào)節(jié)過程中的壓降和閥門的特性系數(shù)。它一般用于二次網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，配有能夠測量壓力的平衡閥和配套的智能儀表。自力式調(diào)節(jié)閥自力式調(diào)節(jié)閥又稱為自力式控制閥，是根據(jù)流經(jīng)閥內(nèi)介質(zhì)的流量、溫度、壓力等作為能源驅(qū)動閥門自動工作，不需要外接電源和二次儀表的調(diào)節(jié)閥。自力式調(diào)節(jié)閥可分為自力式壓力調(diào)節(jié)閥、自力式壓差調(diào)節(jié)閥、自力式溫度調(diào)節(jié)閥、自力式流量調(diào)節(jié)閥。自力式調(diào)節(jié)閥主要分為自力式壓力、壓差調(diào)節(jié)閥和自力式流量平衡閥、自力式溫度調(diào)節(jié)閥等自動調(diào)節(jié)類閥門通過壓力、壓差或者溫度的變化作為反饋調(diào)節(jié)信號，改變調(diào)節(jié)閥內(nèi)部閥芯的開度，以調(diào)節(jié)用戶流量，保證用戶在壓力溫度發(fā)生變化的情況下可以實現(xiàn)穩(wěn)定的供熱。自力式壓力平衡閥的基本原理如圖1所示，當(dāng)閥前壓力P1增大時，通過取壓管輸入膜室內(nèi)作用在膜片上，膜片上壓力升高，大于彈簧變形產(chǎn)生的作用力，導(dǎo)致閥芯向閥座方向移動，閥門內(nèi)部流通面積增大，閥門阻力減小，閥前壓力P1降低，維持穩(wěn)定。當(dāng)閥前壓力P1減小時，則閥芯動作相反，閥門流通阻力增大導(dǎo)致閥前壓力P1增加，維持閥前壓力穩(wěn)定。回水溫度調(diào)節(jié)法通過調(diào)整各單元閥門使其回水溫度趨于一致，或者有進一步調(diào)節(jié)的調(diào)整至戶閥，使各戶回水溫度趨于一致。但是由于單元回水溫度、各戶回水溫度測量工作量較大，同時因溫槍對不同材質(zhì)、不同測量距離所產(chǎn)生的誤差相對較大，導(dǎo)致以回水溫度進行調(diào)節(jié)的難度也較高，除非投入更多的人力去測溫調(diào)整，而人員的不足也是熱力公司面臨的問題?；谝陨喜煌胶庹{(diào)節(jié)方法的弊端，現(xiàn)行業(yè)內(nèi)開始應(yīng)用電動平衡閥來解決二次網(wǎng)失調(diào)的問題，減少人工平衡調(diào)節(jié)的人力成本與時間，避免了人工測量的誤差與測量延遲，可統(tǒng)一采集二次網(wǎng)運行數(shù)據(jù)由平臺分析調(diào)控，做到同時調(diào)節(jié)，減少水力波動。2垂直失調(diào)—二次網(wǎng)平衡調(diào)控方法2.1噴射泵混水在進口壓力的作用下，工作液從噴嘴2高速噴出，然后進入吸收室1。變壓能轉(zhuǎn)化為動能，壓力下降，低于吸入室中噴射流體的壓力，從而將噴射流體泵送并噴射到混合管3中，并在混合管3中混合?；旌狭黧w的溫度和速度趨于相同，然后進入擴散器4。在擴散器4中，混合流體的動能逐漸降低，壓力逐漸升高，并在滿足加熱系統(tǒng)的要求時進入加熱系統(tǒng)。噴射泵可以實現(xiàn)建筑物內(nèi)系統(tǒng)的大流量運行，熱力站和二次網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的小流量運行，減少二次網(wǎng)絡(luò)的流量可以大大降低二次網(wǎng)絡(luò)主管道的阻力損失。熱網(wǎng)遠端和近端的源壓頭之間的差異大大減小。由于噴射泵噴嘴的阻力遠大于熱網(wǎng)的阻力，二次管網(wǎng)水力工況不平衡的問題可以大大緩解。噴射泵供暖系統(tǒng)的阻力系數(shù)發(fā)生了變化。當(dāng)運行流量為原流量的1/2時，循環(huán)水泵揚程基本不變，噴射泵比傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)節(jié)能50%左右。由于噴射泵本身的阻力損失較大，噴射泵系統(tǒng)本身的水力穩(wěn)定性相對較高，熱力用戶基本沒有遠近之分。因此，調(diào)試相對簡單，基本上可以解決建筑物之間的水力不平衡和建筑物的豎向不平衡。加熱系統(tǒng)中噴射泵改造后，系統(tǒng)中增加了噴射泵，相當(dāng)于增加了阻力元件。如果改造后不減少系統(tǒng)的循環(huán)流量，將無法實現(xiàn)節(jié)能效果。因此，必須改變改造后系統(tǒng)原有的運行狀態(tài)，主管道“大溫差、小流量”的運行方式才能達到節(jié)能的目的。2.2四通閥控制技術(shù)豎向不平衡現(xiàn)象主要發(fā)生在老建筑的供暖系統(tǒng)中，老建筑的供暖系統(tǒng)一般采用自上而下的豎向單管串聯(lián)形式。垂直不平衡的主要原因是進入每層樓的熱水溫度不同，每層樓的散熱器面積不同。例如，為了緩解不同供水溫度造成的垂直不平衡，北京熱電集團侯文科等人使用四通換向閥來改變末端的供水和回水管道。四通換向閥的閥芯根據(jù)回水溫度和溫度持續(xù)時間前后切換供暖，相當(dāng)于供暖系統(tǒng)的形式在上供、下供和上回之間的交替變換，從而實現(xiàn)建筑內(nèi)的均勻供暖。這項技術(shù)實際上是在北京海淀的一個老社區(qū)改造的。轉(zhuǎn)型前存在明顯的垂直失衡。六樓室內(nèi)溫度23-27°C,—樓14-17°C，投訴率高。采用該技術(shù)后，室內(nèi)溫度一般在18-23C之間，投訴率也降至0。從以上轉(zhuǎn)化案例來看，技術(shù)對鏈接的縱向不平衡有明顯的影響。但文章最后也提出了技術(shù)方案中存在的問題，在此不再贅述。此外，作者認為，在采用該技術(shù)方案之前，應(yīng)評估管道的承壓能力。原回水管道變?yōu)楣┧艿篮?，管道壓力會升高，以防發(fā)生安全事故。結(jié)論針對水平及垂直方向的水力工況失調(diào)現(xiàn)象，研究人員已經(jīng)開展了大量的研究工作及工程實踐，但是沒有一種萬能的方法適用于所有系統(tǒng)。水平方向的水力平衡，主要是以室內(nèi)溫度、回水溫度、實際流量等作為反饋，通過閥門手動或者自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)運行流量與需求流量達到一致。垂直方向的失調(diào)主要是通過混水等方式保證末端建筑的大流量小溫差工況運行，以減少末端的失調(diào)現(xiàn)象。每一種設(shè)備及技術(shù)都有其適用范圍，針對不同的系統(tǒng)要具體問題具體分析，選擇最合適的技術(shù)路線，通過最小的投資獲得最大的收益。參考文獻：賀平，孫剛，王飛，等?供熱工程[M],第四版?中國建筑工業(yè)出版社，2019:278-279.王立超，王強，張磊?淺析集中供熱系統(tǒng)二級網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)[J].區(qū)域供熱，2019(03):85-91.方飛龍，張