淺談供暖水利平衡的實現論文

　　1水力失調的概念與表現

　　在熱水供熱系統中各熱使用者的實際流量與設計要求的流量之間往往存在不一致性。我們把這種不一致稱之為水力失調。水力失調反映到實際供熱中,主要表現為由於各供暖區域段流量配比不合理,導致不同位置的熱使用者出現冷熱不均現象,一般來說,靠近熱源近的使用者水量足水迴圈快,供暖效果要好於遠離熱源的末梢熱使用者,水力失調主要表現是:各管段流量輸配不合理,致使各個使用者的室溫冷熱不均,靠近熱源近端的使用者過熱,遠端過冷,即行業內常說的水平失調。

　　2供熱系統產生水力失調的原因

　　產生供熱系統水力失調的原因較為複雜,既有設計上的,也有執行管理上的,這些原因往往是不能完全避免的。

　　2.1在進行管道設計時,由於各管道內熱介質流速不允許超過限定值,管徑規格有限,在網路各分支環路或使用者系統各立管環路之間,其阻力損失是不可能在設計的流量分配下達到平衡。使熱使用者實際流量分配不能符合設計所需的流量要求,就會產生水力失調。

　　2.2當有新接入熱使用者或部分熱使用者停運時,整個供熱管網阻力特性發生變化,也有可能導致水力失調。

　　2.3開始執行時沒有很好地進行初調節,也會導致水力失調。由於網路近端熱使用者的作用壓差很大,位於網路近端的熱使用者,其實際流量往往比規定流量要大得多,而位於網路遠端的熱使用者,其作用壓差和流量將小於規定的數值,這種不一致的失調需要透過網路的初調節來解決,否則,就會產生水力失調。

　　2.4部分熱使用者隨意增減散熱器,造成室內水力工況變化,從而導致水力失調。

　　2.5隨意調整網路分支閥門或使用者入口閥門,均會產生水力失調。

　　2.6隨著執行年限增長,部分老採暖管線堵塞.造成相關熱使用者流量減少,也會產生水力失調。

　　3水利平衡實現

　　對相對集中固定的供暖區域,一網的水力平衡易於實現,,但對於二網而言,要做到水力平衡調節,就要相對困難的多。二網由於節點和支路均較多,且多存在過熱及供熱不足現象,為使末端使用者達到需求,往往採用加大流量方式供暖,耗電量隨之增大。常規方式採用靜態水力平衡閥進行調節,由於調節難度較大,且實現公共建築分時分溫後,負荷處於動態變化狀態,因此,該方法已不能滿足發展的需求。對於新建築而言,更是如此,且需做到戶平衡才能解決垂直失調問題,同時,戶計量的投入,水力工況更是動態變化,常規方式已無法滿足需求。所以,動態水力平衡調節是供暖發展的一個必然趨勢。

　　3.1一網水力平衡實現。為滿足一網水力平衡,實現按需供熱,在每個端點即換熱系統的來水管線上加裝流量調節閥和超聲波流量計。透過控制中心SCADA系統的上述方式進行進行管網平衡計算,結果傳送給換熱站的.SCADA系統,根據該給定值進行閥門開度控制,設定值由熱源SCADA系統根據換熱站反饋的各點負荷進行動態設定,換熱站SCADA系統根據設定值進行PID閉環調節,實現自動水力平衡。換熱站SCADA系統的構成及主要功能:(1)系統構成(如圖):a.硬體系統由現場資料採集一次儀表、PLC、觸控式螢幕、一網水力平衡調節閥或變頻泵(變頻器+泵)、氣候補償調節閥、通訊網路、二網變頻泵、二網自動補水等構成。b.軟體由氣候補償軟體、一網水力平衡調節軟體、資料採集與傳輸軟體、二網水力平衡控制軟體、使用者資料採集與通訊軟體。

　　3.2二網平衡實現。對於老式建築:二網動態平衡調節的實現方式與一網不同,區別在於網路更復雜,因此需在樓棟末端加裝流量變送器和電動調節閥及熱能表(流量訊號可取自熱能表),同時加裝一套資料採集終端,將樓棟供熱資料傳送到對應的換熱站,資料經換熱站SCADA系統根據管網動態模型計算,結果發回到資料終端,其根據指令,對執行機構進行閉環PID調節。該執行終端具有資料濾波和識別功能,當換熱站指令不正常時,維持原有狀態,保證可靠供熱,同時將異常資料及位置資訊透過換熱站SCADA反饋到車間操作室,進行記錄及報警並進行人工判斷,操作員可以將其設成手動模式強制執行指令,也可設定成自動模式,進行正常調節。

　　對新建築而言,在進行戶計量和戶平衡的同時,在棟前進行壓力調控,而不在以流量調控為主,無論使用者負荷如何變化,確保高階使用者達到按需供熱目的。當由於管網的管阻較大,即使末端的電動調節閥全部開啟也不能滿足供熱需求,在該種情況下,控制系統透過監測的資料可以識別出來,透過計算後調節二網迴圈泵的變頻頻率,增加二網壓頭,使末端壓頭達到要求,使使用者獲得所需的熱量。但常規情況下,由於前端的壓力調節,使前端壓力損失降低,可以確保末端壓力,且與調節前相比,總壓頭會下降,實現平衡調節節能。