供熱管網(wǎng)分時(shí)分區(qū)運(yùn)行調(diào)節(jié)及控制技術(shù)

孫艷鵬

摘要：由于我國(guó)某些建筑的使用具有普遍規(guī)律性，可在供熱期實(shí)施分時(shí)分區(qū)控制，即根據(jù)建筑物的使用規(guī)律及用熱特點(diǎn)，采取分時(shí)段分區(qū)域供熱，滿足按需供熱的原則，實(shí)現(xiàn)節(jié)能要求。其中，比較典型的建筑群體即為高等院校校舍及辦公樓等。我國(guó)某些高校已經(jīng)采取了相應(yīng)的節(jié)能改造措施，成效顯著，但就目前國(guó)內(nèi)外的研究及實(shí)施情況來看，對(duì)于供熱管網(wǎng)分時(shí)分區(qū)的運(yùn)行及控制有所研究，但不夠全面，技術(shù)有待提高。基于此，本文將對(duì)分時(shí)分區(qū)運(yùn)行調(diào)節(jié)及相關(guān)控制技術(shù)進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：分時(shí)分區(qū);供熱節(jié)能;運(yùn)行調(diào)節(jié);控制;優(yōu)化

引言

城市供熱管網(wǎng)對(duì)城市居民生活質(zhì)量有極大的保障作用，在科技發(fā)展和節(jié)能降耗的共同推進(jìn)下，我國(guó)城市現(xiàn)有的供熱管網(wǎng)在運(yùn)輸能量的過程中對(duì)資源和能量的消耗問題已經(jīng)得到越來越多人的關(guān)注，優(yōu)化供熱管網(wǎng)成為城市發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，需要深入分析。

1城市低溫循環(huán)水供熱管網(wǎng)應(yīng)用的重要意義

城市低溫循環(huán)水供熱其工作原理是將溫循環(huán)水或蒸汽以管道作為媒介將其作為熱能輸送到城鎮(zhèn)或周邊區(qū)域。這種通過管道進(jìn)行集中供熱的方式，能有效的減少能源的消耗，并且這種工作方式符合節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的要求，具有十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)廣泛用于城市供熱。但在使用中，由于其管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且負(fù)責(zé)的供熱面積較大，在運(yùn)行過程中也容易受到不確定因素的影響，出現(xiàn)常見的水力失衡問題，當(dāng)水力失衡時(shí)，會(huì)使供熱能源的利用率降低，導(dǎo)致城市的供熱效果較差。關(guān)于水力平衡的重要作用有如下幾個(gè)方面：首先，水力平衡決定供熱的質(zhì)量，當(dāng)出現(xiàn)水力失衡時(shí)，容易影響供熱管道的正常運(yùn)行，反之，當(dāng)水力平衡，可以很好的提升供熱管道的運(yùn)行質(zhì)量。其次，當(dāng)出現(xiàn)水力失衡現(xiàn)象之后，會(huì)使水流量不能按照標(biāo)準(zhǔn)平均的將其輸送到用戶終端，容易出現(xiàn)供熱效果差，不能滿足用戶的需求，但水力平衡可以提升供熱效果，較少運(yùn)輸中的熱能消耗，減少了相關(guān)企業(yè)對(duì)供熱管道原理的費(fèi)用，避免出現(xiàn)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，相關(guān)工作人員為了更好的進(jìn)行城市供熱，需要解決水力失衡的問題。

2城市供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)問題

當(dāng)前，城市供熱管網(wǎng)普遍存在布局不合理的問題，供熱效果和質(zhì)量都不理想，想要實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)的完善和優(yōu)化難度較大，其主要體現(xiàn)在部分供熱管網(wǎng)中供熱管路設(shè)計(jì)的過于長(zhǎng)或者具體管道的直徑過大，導(dǎo)致能量的運(yùn)輸過程中會(huì)產(chǎn)生過多不必要的損耗現(xiàn)象，傳輸?shù)骄用袷覂?nèi)的能量效果較差。同時(shí)，由于城市的不斷發(fā)展，部分管線布局較為混亂，缺乏科學(xué)性，增加其建設(shè)費(fèi)用，隨供熱范圍的提升，會(huì)導(dǎo)致在供熱管網(wǎng)遠(yuǎn)端的用戶出現(xiàn)供熱不足現(xiàn)象，相應(yīng)的在供熱管網(wǎng)近端的用戶就會(huì)出現(xiàn)能量供應(yīng)過剩現(xiàn)象。

3供熱管網(wǎng)分時(shí)分區(qū)運(yùn)行調(diào)節(jié)及控制技術(shù)措施

3.1水泵變頻控制

水泵變頻的實(shí)現(xiàn)可采用溫差控制與壓差控制相結(jié)合的方式[9]。正常供熱時(shí)采用溫差控制，當(dāng)供水溫度達(dá)到要求后，通過檢測(cè)回水溫度獲得供回水溫度差，當(dāng)溫差小于9?℃時(shí)，頻率降低至最低運(yùn)行頻率（一般限定管網(wǎng)循環(huán)流量為設(shè)計(jì)流量的60?%）;當(dāng)溫差大于等于9?℃時(shí)，頻率降低直至溫度滿足設(shè)定值。值班供熱時(shí)采用壓差控制，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量下供回水干管間的壓差值設(shè)定為恒定值，將實(shí)測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制水泵頻率穩(wěn)定在設(shè)定值。

3.2加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

（1）高度重視金屬類技術(shù)檢測(cè)及監(jiān)督工作。建立健全金屬類檢測(cè)監(jiān)督評(píng)估機(jī)制，熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)應(yīng)參照國(guó)家發(fā)電廠金屬類檢測(cè)監(jiān)督技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立一套適合企業(yè)內(nèi)部的檢測(cè)監(jiān)督體系，來規(guī)范和監(jiān)督所在企業(yè)甄選金屬類材料產(chǎn)品。使金屬監(jiān)督人員，以保證金屬類檢測(cè)評(píng)估的有效實(shí)施，并建立健全金屬類檢測(cè)檢驗(yàn)評(píng)估臺(tái)賬和規(guī)范化體系。管道檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)必須根據(jù)技術(shù)監(jiān)督規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在檢測(cè)過程中對(duì)企業(yè)的金屬技術(shù)使用情況進(jìn)行督查和監(jiān)管，并出具規(guī)范的整治要求。（2）規(guī)范管線設(shè)計(jì)。良好的設(shè)計(jì)和施工都是為運(yùn)行服務(wù)，反過來，運(yùn)行過程中必須按照設(shè)計(jì)參數(shù)的要求來運(yùn)行，在運(yùn)行過程中必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，避免超溫超壓運(yùn)行，定期要做好金屬和焊縫以及支吊架的監(jiān)測(cè)工作，對(duì)于異?，F(xiàn)象做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，杜絕一切可能的隱患。

3.3改善運(yùn)行模式

供熱管網(wǎng)的優(yōu)化還需要改善其原有的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的水力平衡，避免出現(xiàn)冷熱不均現(xiàn)象，監(jiān)管好管網(wǎng)的運(yùn)行情況。一方面，工作人員應(yīng)當(dāng)充分將先進(jìn)的科技進(jìn)行運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)城市供熱管網(wǎng)二十四小時(shí)不間斷的有效監(jiān)督。當(dāng)前，以信息化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的各種智能監(jiān)控設(shè)備、系統(tǒng)等已經(jīng)被應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)中，供熱管網(wǎng)也需要重視對(duì)這類設(shè)備的應(yīng)用，構(gòu)建完善的監(jiān)控體系，增強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)督，進(jìn)而進(jìn)行有針對(duì)性的監(jiān)督。

3.4設(shè)計(jì)方案中對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化

在進(jìn)行供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，用以實(shí)現(xiàn)水利平衡的問題。為提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，首先，需要相關(guān)工作人員具備較強(qiáng)的專業(yè)能力，其專業(yè)程度與設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量具有直接聯(lián)系，通過以水力工程中的相關(guān)運(yùn)行理論為方案的基礎(chǔ)，并做好數(shù)據(jù)分析計(jì)算的準(zhǔn)確性，才能提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。其次，相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)收集能力，在前期的測(cè)量工作中，結(jié)合實(shí)際情況做好綜合性的數(shù)據(jù)收集工作，以支撐后期的設(shè)計(jì)工作順利開展。最后，相關(guān)工作人員應(yīng)把握好工作中常見的問題，如實(shí)際進(jìn)行管材用功能時(shí)就會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值與基礎(chǔ)性的內(nèi)容出現(xiàn)較大差異等造成出現(xiàn)水力失衡的主要問題，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中做好針對(duì)性的解決措施，把握好水流量與熱源位置的關(guān)系，通過科學(xué)的設(shè)計(jì)方案能有效的提升供熱管網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量，減少出現(xiàn)水力失衡問題。

3.5建立自動(dòng)化控制的處理模式

在科學(xué)技術(shù)水平以及互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷發(fā)展的大時(shí)代背景下，為排除各種外界風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)集中供熱系統(tǒng)的諸多不利影響，集中供熱系統(tǒng)管理部門應(yīng)投入適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)資金，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)管理系統(tǒng)來調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)熱量平衡。例如，可以引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和自動(dòng)反饋系統(tǒng)有機(jī)協(xié)調(diào)，從而達(dá)到供熱系統(tǒng)全程安全平穩(wěn)運(yùn)行的目的。其基本的工作原理，首先，管理人員將每個(gè)級(jí)別的用戶端作為主要的信號(hào)采集點(diǎn)，并利用溫感器、壓感器等相關(guān)處理設(shè)備，將傳輸?shù)南嚓P(guān)信號(hào)準(zhǔn)確進(jìn)行收集、匯總和整理;其次，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注相關(guān)重要模塊，并經(jīng)過規(guī)范的控制運(yùn)算來算出各級(jí)管網(wǎng)所應(yīng)用的數(shù)據(jù)參數(shù)，在綜合分析的基礎(chǔ)上，對(duì)供熱系統(tǒng)的供熱流量和供水溫度進(jìn)行二次平衡和調(diào)節(jié)，進(jìn)而確保每個(gè)供熱站傳輸?shù)臒崃慷枷鄬?duì)均勻，防止供熱管網(wǎng)熱力失調(diào)現(xiàn)象的頻繁發(fā)生;最后，還要對(duì)供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制平臺(tái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和處理。

結(jié)束語(yǔ)

為有效緩解能源緊缺問題，可對(duì)使用具有規(guī)律性的建筑采用分時(shí)分區(qū)供熱節(jié)能方案。對(duì)于管網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)，可根據(jù)供熱要求分成不同的階段，采用分階段質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)，結(jié)合兩種調(diào)節(jié)方式運(yùn)行，能夠在滿足供熱需求的基礎(chǔ)上最大程度地節(jié)省電量。該方案自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)依靠分時(shí)分區(qū)供熱運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)與控制一次網(wǎng)及二次網(wǎng)相應(yīng)參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)。另外，本文提出了建筑物預(yù)熱控制、水泵變頻控制等策略，并對(duì)供熱節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了部分優(yōu)化。

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