集中供热系统的调节研究

欧亮

（天津市津安热电有限公司，天津300204）

我国北方各城市已相继实施了集中供热,集中供热比分散供热,社会效益、环境效益和节能效益是显著的,且供暖热用户与热网之间大部分采用了间接连接，为了更好的保证供热质量,满足使用要求,并使热能设备和输送经济合理,就要对集中供热系统进行供热调节。热水采暖系统主要由热水锅炉、热水循环泵、补水泵、管网及室内散热器组成。要满足采暖指标，达到采暖用户室内设计温度，除应对锅炉运行参数。燃烧工况进行控制和调整外，还应根据采暖季节。采暖时间等变化情况，对整个供热系统进行热力调节。

1 供热调节的目的

供热调节的目的,在于使供热用户的散热设备的放热量与用户热负荷的变化规律相适应,维持供暖房屋的室内计算温度,以防止供热用户出现室温过高或过低。供暖问题是关系城市居民切身利益的大事。现在供暖企业自负盈亏，既要使居民供暖温度达到标准又要使企业的运行成本达到最低，这就要求供暖企业挖掘内部潜力，做好供热调节工作。因此，对整个热水供热系统进行合理的供热调节就变得至关重要。热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外，还应根据采暖季节、采暖时间（白天还是夜间）等情况对供热量进行调节。供热调节的目的，一是使系统中各用户的室内温度比较适宜；二是避免不必要的热量浪费，实现热水采暖的经济运行。热水采暖系统试运行时间内，由安装单位进行的第一次调节为安装调节，它的目的是检查采暖系统能否达到设计要求。系统投入运行后还要继续进行调节，此为使用调节。运行调节根据采暖系统情况不同，可采用若干种形式。

2 供热调节的原理

在城市集中热水供热系统中,供暖热负荷是系统最主要的热负荷,甚至是唯一的热负荷。因此在供热系统中,通常按照供暖热负荷随室外温度的变化规律,作为供热调节的依据。供热调节的主要任务是维持供暖建筑的室内计算温度。当供暖系统在稳定状态下运行时，如不考虑管网的沿途热损失，则系统的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量，同时也应等于供暖用户的热负荷。建筑供暖方式分为连续供暖和间歇供暖两类。对于不同的供暖方式，供热调节的方法也不同，这主要是由墙体和室内物体的蓄热性能所决定的。对于间歇供暖建筑，当停止供暖后，室内温度不会瞬间降至建筑发生冻害的温度，它需要经过一个降温期。当重新开始供暖后，室内温度升高至计算温度也需要一段升温时间，升温所需要的时间取决于围护结构和室内物体的蓄热性能。

3 集中调节的方式

3.1 质调节：在整个供暖时间内,随着室外温度的变化,在热源处只改变网路的供水温度,而网路的循环流量维持设计温度不变的一种调节方法叫集中质调节。集中质调节只需在热源处改变网路的供水温度,网路循环水量保持不变,网路的水力工况比较稳定,管理简单,操作方便,但在整个供暖时间内,网路循环水总量保持不变,消耗电能比较多,是我国目前采用最多的一种调节方法。

3.2 量调节：在整个供暖时间内,网路供水温度始终维持设计温度不变,随着室外温度的变化在热源处不断改变网路循环流量以适应热负荷变化的一种调节方法叫集中量调节。采用集中量调节,随着室外温度的升高,网路的流量迅速地减少,这样常会使供暖系统产生严重的竖向热量失调,同时,在实际运行中,随着室外温度的变化不断地改变网路的流量,操作技术比较复杂,常需变速泵来实现流量调节。量调节的方法往往只作为集中调节的一种辅助方式,对局部供暖系统进行辅助调节,是我国目前很少采用的一种调节方法。

3.3 分阶段变流量的质调节：把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段:在室外温度较低的阶段中管网保持较大的流量;而在室外温度较高的阶段中管网保持较小的流量。在每一个阶段内,网路均采用一种流量并保持不变,同时采用不断改变网路供水温度的质调节,这种调节方法叫分阶段变流量的质调节。在热水供暖系统中,一般可选用两台不同规格的循环水泵,其中一台循环水泵的流量和扬程按计算值的100%选择;另一台循环水泵的流量按计算值的75%选择。由于水泵扬程与流量的平方成正比,水泵的电功率与流量的立方成正比,所以75%流量的循环水泵相应的扬程可按计算值的56%选用,循环水泵的运行电耗可减小到42%左右。在大型供暖系统中,整个采暖期可分为3个或3个以上的阶段。如果采用3个阶段,各个阶段中循环水泵的流量可分别为计算值的100%,80%和60%,扬程可分别为100%,64%和36%,而循环水泵的耗电量相应为100%,51%和22%。多种容量的循环水泵在一定程度上可以互为备用,采用分阶段变流量的质调节时,热水供暖系统中可以不设备用泵。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点,既较好地避免了垂直失调,又显著地节省了电能。所以,它是一种公认的比较经济合理的调节方法,在区域锅炉房热水供暖系统中得到了较多的应用。

3.4 间歇调节：在室外温度升高时,不改变网路的循环流量和供水温度,而只减少每天的供暖时间,这种调节方法叫间歇调节。需要指出的是,间歇调节和目前国内广泛实行的现行间歇供暖制度有着根本的区别。现行间歇供暖指的是在设计室外温度下,也就是最冷天,每天也只供暖若干小时,因而必须使设备的输出能力相应增加(即采用大锅炉、大水泵)。间歇调节指的是在设计室外温度下连续供暖,只是在室外温度升高时才减少每天的供暖时间。间歇调节一般在室外温度较高时采用,作为一种辅助的调节措施。在选用集中调节的方法时,一定要因时、因地制宜,根据每个供暖系统的实际情况,灵活选用。在实际应用中,一个采暖期只采用一种调节方法的不多,往往是几种方法结合起来使用。

4 结束语

集中供热系统供热调节的意义是非常重大的,对于节约能源、经济运行的效益是可观的。对于供暖热用户与热网之间采用了间接连接的系统,网路与用户的水力工况互不影响。管网采用质量-流量调节,网路流量随供暖热负荷的减小而减少,可以大大节省循环水泵的电能消耗,节约了能源。同时系统中需设置变速循环水泵和配置相应的自控设施,才能达到满意的运行效果,保证供热质量。

[1]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社.1993.

[2]李善化,康慧.实用集中供热手册[M].北京:中国电力出版社.2006.

[3]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京:清华大学出版社,.1994.