淺談供熱系統(tǒng)的平衡調(diào)控

淺談供熱系統(tǒng)的平衡調(diào)控摘要：在我國的能源工業(yè)中，供暖是最重要的取暖方式之一，尤其是在我國北部城市，加熱系統(tǒng)至關(guān)重要。運轉(zhuǎn)良好的加熱系統(tǒng)可以確保人們在一個溫暖，舒適的環(huán)境居住。工作和生活是在這樣的環(huán)境下完成的，因此在我國北部，供熱系統(tǒng)非常重要。關(guān)鍵詞：全網(wǎng)平衡控制;噴射泵;熱網(wǎng)目前，集中供熱是我國的主要問題，許多城市的供暖系統(tǒng)規(guī)模超過1000萬平方米，甚至超過1億平方米。這種類型的加熱系統(tǒng)的問題主要有水力和熱力，以及熱源供熱和加熱系統(tǒng)的熱量需求之間失衡的問題。一方面，加熱效果不好，另一方面，導(dǎo)致過度加熱。本文旨在討論如何解決供熱系統(tǒng)的全局平衡管理問題并應(yīng)用技術(shù)解決方案。一、供熱系統(tǒng)的基本概況供熱系統(tǒng)的構(gòu)成城市供熱系統(tǒng)分為三部分：熱源，供熱系統(tǒng)和熱用戶。熱源是熱的生產(chǎn)者，主要是指產(chǎn)生溫度和壓力熱媒的電熱廠和鍋爐室，可以燃燒煤炭或天然氣以產(chǎn)生熱量。供熱系統(tǒng)由區(qū)域供熱蒸汽管網(wǎng)以及熱水管網(wǎng)組成，其主要負責運輸和分配熱媒、建立熱源和用戶之間的聯(lián)系。供熱系統(tǒng)的分類根據(jù)不同類型的熱源，可分為熱電廠供熱系統(tǒng)和鍋爐房區(qū)域供熱系統(tǒng)。根據(jù)熱環(huán)境，可分為蒸汽加熱系統(tǒng)和熱水加熱系統(tǒng)：根據(jù)供熱管道的不同，可分為單控制系統(tǒng)、雙控制系統(tǒng)和單雙混合供熱系統(tǒng)。供熱系統(tǒng)的工作原理低溫熱媒在熱源中加熱，吸收熱量，成為高溫熱媒，通過城市輸熱管道輸送到各居民區(qū)、企業(yè)的換熱器、熱水交換器、熱水在高溫管道與二級網(wǎng)通過換熱器交換熱量。換熱后，熱量進入二級網(wǎng)流入各個房間。通過散熱設(shè)備釋放熱量。冷卻后，溫度降低，成為低溫熱媒，然后通過回收管道返回熱源進行處理。這是連續(xù)循環(huán)，使熱量從熱源到室內(nèi)，以補充室內(nèi)的熱量損失，保持室內(nèi)溫度。二、全網(wǎng)平衡控制舒適供熱是指根據(jù)露天溫度變化及時控制供熱，確保室內(nèi)溫度達到目標要求，外部溫度可以通過熱力企業(yè)自行建立標準收集的外部天氣點，也可以通過與當?shù)貧庀蟛块T聯(lián)系獲得外部溫度后需要再對熱度進行控制。均勻性供熱是指整個網(wǎng)絡(luò)所有供熱站持續(xù)供熱的滿意度，根據(jù)最不利循環(huán)供熱站的加熱參數(shù)，控制其他供熱站的加熱溫度，可以達到均勻加熱的效果，但有時對不良循環(huán)站的加熱效果太差，如果其控制導(dǎo)致所有站的熱效應(yīng)惡化，則有必要權(quán)衡這一因素，選擇次不利采暖循環(huán)的加熱參數(shù)。同時，我們增加了手動溫度校正的參數(shù)，規(guī)劃者可以根據(jù)具體需要靈活參與全網(wǎng)平衡控制。二、噴射泵技術(shù)供熱系統(tǒng)失衡問題是供熱行業(yè)常見的痛點，沒有非常有效的解決手段，冷熱失衡、供熱過度、供熱成本高、用戶滿意度低等問題屢見不鮮。根據(jù)實證分析，忽略二級網(wǎng)絡(luò)電阻的影響引起的流量差異為正負5%。噴射泵在一、二級網(wǎng)直連系統(tǒng)的應(yīng)用供熱系統(tǒng)實際一級網(wǎng)和二級網(wǎng)的換熱，往往采用換供熱站進行一級網(wǎng)和二級網(wǎng)的換熱，存在一級網(wǎng)的流量不足，換熱效果差，換熱效率低，近端用戶過熱，遠端用戶不熱等問題?；趪娚浔玫脑恚梢岳靡患壘W(wǎng)和二級網(wǎng)之間的大壓差，在一級網(wǎng)和二級網(wǎng)之間安裝噴射泵，取代換供熱站內(nèi)的板換和二級網(wǎng)的循環(huán)泵，如圖所示。直接換熱無熱損失，比間接換熱效率高，減少熱損，大大提高了換熱效率。同時，拉大了一級網(wǎng)的供回水溫差，解決了一級網(wǎng)因流量不足而熱量

不足的問題，滿足末端用戶用熱需求的同時，還提高了系統(tǒng)的供熱能力，擴大供熱范圍。圖噴射泵在一、二級網(wǎng)直連的應(yīng)用示意圖2.噴射泵在樓棟入口處的應(yīng)用2.噴射泵在樓棟入口處的應(yīng)用圖噴射泵在樓棟入口處的應(yīng)用示意圖一次痼玖泵二次宛玨買一次痼玖泵二次宛玨買噴射泵混水技術(shù)在樓棟入口處的應(yīng)用較早，即在樓棟前熱力入口處安裝噴射泵，如圖所示，將二級網(wǎng)的供水與末端回水混合后送往末端用戶，使得二級干管以“小流量大溫差”運行，末端用戶以“大流量小溫差”運行，大大提高了整個供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，且降低了二級網(wǎng)循環(huán)泵的電耗以及解決了因水力不平衡帶來的室內(nèi)溫度冷熱不均等問題。還適用于末端同時存在地暖、散熱器等供水溫度需求不一樣的供熱系統(tǒng)，通過不同的混水量，混合出適合不同末端形式所需的供水溫度，確保安全高效的運行。噴射泵在樓棟入口處的應(yīng)用，還可以結(jié)合二網(wǎng)變頻循環(huán)泵，可實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)。采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，只改變供回水溫差，不改變管網(wǎng)的流量，來調(diào)節(jié)供熱量，滿足不同負荷的變化需求。采用量調(diào)節(jié)時，通過變頻泵調(diào)節(jié)水泵的頻率，改變混水量，來調(diào)節(jié)供熱量，滿足不同負荷的變化需求。噴射泵與變頻泵結(jié)合的混水供熱技術(shù)，不僅僅解決了水力失調(diào)嚴重和室內(nèi)過熱損失的問題，還降低了閥門的節(jié)流損失，更大程度上實現(xiàn)節(jié)電和節(jié)熱。3.噴射泵在高低區(qū)系統(tǒng)的應(yīng)用隨著建筑高度的不斷增加，供熱系統(tǒng)往往同時存在高區(qū)供熱管網(wǎng)和低區(qū)供熱管網(wǎng)，在低區(qū)供熱管網(wǎng)上直連高區(qū)供熱管網(wǎng)，流經(jīng)高區(qū)的回水壓力過大，使得回水干管上的壓力過大，供回水壓差減小，使得低區(qū)的流量不足，影響低區(qū)的供熱質(zhì)量。常規(guī)采用安裝節(jié)流閥門的方法實現(xiàn)高區(qū)回水的節(jié)流降壓，使得加壓泵提供的能量大部分消耗在閥門上。噴射泵可以將浪費在節(jié)流閥上面的能量利用起來，將高區(qū)的回水和低區(qū)的回水混合，提高混合后的回水壓力，起到了回水管網(wǎng)上安裝加壓泵的作用，如圖所示。在不需要消耗任何額外能源的情況下，提升了供熱系統(tǒng)的整體供熱能力，實現(xiàn)節(jié)能的目的。圖噴射泵在高低區(qū)系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖高區(qū)用戶「 低區(qū)用戶哄§J網(wǎng)水管— 噴射泵還可以利用散熱器的回水給地暖系統(tǒng)的高低區(qū)供熱，如圖所示，將散熱器的回水送至高、低區(qū)的地暖熱用戶，通過噴射泵將地暖高低區(qū)的回水混合，降低高區(qū)地暖回水的壓力，提高低區(qū)地暖回水的壓力，同時提升了回水干管的壓力，起到了回水加壓泵的功能。采用散熱器回水，也不需要混水來滿足地暖的供水溫度需求，充分的利用了熱量。對于末端用戶同時存在散熱器和地暖高低區(qū)的形式，為噴射泵的應(yīng)用提供了一種新的方式。三、 共享專家調(diào)度良好的規(guī)劃是供熱系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的保障，也是供熱系統(tǒng)技術(shù)改造的重要支撐，可發(fā)揮供熱設(shè)施10%以上的節(jié)能優(yōu)勢。只有走專家調(diào)度分配的技術(shù)路線，才能提高整個供熱系統(tǒng)的運行水平。八十年代以來，熱電網(wǎng)自控技術(shù)的發(fā)展，為專家規(guī)劃的交流提供了基本的技術(shù)保障，在現(xiàn)有熱電聯(lián)控網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，為整個熱電行業(yè)搭建了專家調(diào)度平臺，結(jié)合了熱電行業(yè)的優(yōu)秀技術(shù)人員，服務(wù)于整個熱電行業(yè)。我們努力整合資源，打造下一個核心競爭力。1.熱網(wǎng)自營和維護中心。為區(qū)供熱公用設(shè)施提供標準化設(shè)備的PLC，建設(shè)熱控系統(tǒng)，以及提供長期和持續(xù)的維護服務(wù)。2.供熱公司產(chǎn)生數(shù)據(jù)中心。為地區(qū)供熱公司建設(shè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)中心，管理供熱企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)，為云平臺提供數(shù)據(jù)接口。3.云加熱建模平臺。創(chuàng)建基于云的熱系統(tǒng)建模和分析平臺，組織熱行業(yè)專家提供規(guī)劃、設(shè)計、改造、故障分析和應(yīng)急預(yù)案等技術(shù)服務(wù)。四、 供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制策略排除鍋爐改造隱患在火電廠鍋爐改造之前，進行了大量的研究和分析，規(guī)劃了鍋爐改造方案，考慮了鍋爐改造的危險性，避免了管徑較小的管道，盡可能多地選擇直徑較大的管道。對于一些現(xiàn)有的小管道，以及使用時間過長的舊管道，需要及時更換，按照合理的程序要求改進施工，避免出現(xiàn)其他可能出現(xiàn)的問題，認真處理熱源轉(zhuǎn)換。及時解決管道失水問題鋪設(shè)管道后，應(yīng)在供暖停止期間定期檢查，并及時更換腐蝕管。對于不需要更換的管道，可以在管道的外側(cè)應(yīng)用適當?shù)母g保護，以防止管道進一步氧化和腐蝕。管道溫度變化，產(chǎn)生熱膨脹和冷收縮現(xiàn)象，在設(shè)計管道時必須充分考慮，熱網(wǎng)的運行，管道可以絕緣處理，例如，補償器可以安裝在管段上，或使用高裂紋耐性材料，嚴禁使用易碎材料。集中供熱系統(tǒng)仍然是我國供熱的主要形式，我們通過綜合運用熱網(wǎng)自控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)平衡管理技術(shù)、反應(yīng)泵技術(shù)、專家規(guī)劃技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技