简述供热系统二次网平衡调节的方法

张瑞雪

摘要：作为在建筑能耗中占比巨大的冬季供热能耗，在实际运行过程中有非常大的节能降耗潜力。随着供热企业对国家能源使用的长远目标的认知加深，在供热系统运行产生的水、电、热等能耗也越来越受到企业重视，但由于现存建筑物的时间跨度较长以及施工标准的不同导致供热系统二次网运行中“大流量，小温差”的问题还普遍存在。结合供热系统二次网的实际运行情况，以及对二次网平衡调节相关问题的解析，本文总结出一种效果不错的调节方法。

关键词：供热能耗;节能降耗;供热系统二次网;平衡调节;调节方法

1引言

近年来，随着大量建筑拔地而起，建筑能耗问题已经被社会普遍关注。据有关研究表明，社会总能耗中的30%左右被建筑能耗所使用。而在建筑能耗中，冬季供热能耗与夏季供冷能耗占比达到65%，其它诸如热水供应、电气设备、炊事等能耗共同占比35%。在此能耗占比下，冬季供热能耗占到了建筑能耗中的32.5%左右。因此，冬季供热能耗的主动节约是达成国家可持续发展长远目标中非常有潜力的一项工作。

供热市场的快速发展，让多数供热企业在供热系统一次网投入了相当多的人力物力。电动阀、微电脑控制柜等自动化设备的出现，让一次网的运行管理水平有了很大的提升。而在供热系统二次网这个与热用戶之间的情况更敏感，管路走向更为复杂的系统中，管网失衡的问题还普遍存在。为了解决二次网失衡导致的末端不热，多数供热企业不得已采取超出设计之外的运行模式，使得水、电、热等能耗大幅增加。

从解决二次网不平衡的途径来看，加装自力式平衡装置是最好的办法。但对于企业来说，大部分现存的二次网加装自力式平衡装置需要的巨大投资规模是难以承受的。相较而言，通过二次网平衡调节解决水力失衡问题的方式更为可行。

2 二次网平衡调节的目的

首先，从供热效果的角度出发，在二次网中除了个别因堵塞或在注水期间积气导致的部分管网循环不良等原因之外，实际上供热期中室温不达标的用户，多数还是处在二次网系统的最不利环路上，即供热行业中经常提及的末端。因为此环路的循环流量相对不足，供热效果自然不尽人意。针对这一普遍问题，假如只是提高二次网循环流量，同时增加一次网流量，提升二次网供回水温度，虽然能减轻末端不热的严重程度，但同时也会形成处在管网前端用户室温大幅超高的结果。再从能耗角度来看，循环流量的增加会直接导致运行水耗上升，并且循环泵的功率与其流量的三次方成正比，循环流量的增加也会使得电耗水平大幅上升。并且，据相关研究成果表明，总耗热量中的30%是由二次网失衡而损失掉的。

上述问题通过二次网平衡调节，既可以节省一次网流量，从而达到整体节能降耗的目标，又能够兼顾二次网各个环路的供热效果，可谓是一举两得。

3 二次网平衡标准的确定

在平衡调节中评估平衡效果的标准有两个，一个是回水温度平衡，另一个是流量平衡。从两者的调节过程来看，以回水温度为标准的平衡调节在实际操作过程中往往不能直观的看到。一方面，由于二次网系统规模大小不一，水温变化也会有一定的滞后性，自调节开始到回水温度稳定，周期往往不能确定。另一方面，受管网建造期间从设计到施工等环节成本控制的影响，多数二次网一般不会加装温度计及其它管网配套附件，以至于不能直接得到温度值，而通过测温枪等仪器对管壁温度进行测量，也会因为环境因素让结果偏差较大，使得回水温度测量数据失准，因此，以回水温度平衡为标准在实际运用中的难度较大。而经过超声波流量计测量，能够相对快速并准确的得到管网流量数据，之后再根据计算出的流量就可以进行调节。所以以流量平衡为标准的可操作性更强。

4 二次网平衡调节的方法

二次网的水力失衡可分为水平和垂直两种。而能否消除水平失衡对调节效果来说更为重要。本文也主要针对水平失衡调节进行探讨。通过对以往阻力法，比例法等方法的分析，结合一定的实践经验，本文总结出一种称为“供暖系统二次网实际流量分配法”的方法。其具体过程如下：

第一步：分析目标小区往年的单位面积热指标，通过公式：

Q=GC（tg-th）

反向推导出单位面积流量G，用此流量乘以目标机组的供暖面积就可以确定目标机组循环泵的循环流量预设值。

第二步：由于二次网外部管路的情况不一，实际运行情况中往往与换热站内的循环泵出力不相符，所以在确定好的换热站内循环流量后，再对二次网外部管路的所有支路进行流量测量核准，如所有支线管路流量能与换热站内循环泵总出量相吻合，则说明此二次网的运行效果良好。不能吻合是由于管网环路存在问题，出现了阻力偏差。无论哪种情况，均使用外部支管总流量进行平衡分配。

第三步：用外部支管总流量除以目标机组的供暖面积就得出了单位面积流量的预设值，再用此单位面积流量乘以各个支路所带的总面积，就得到了支路流量预设值。

第四步：配合超声波流量计对所有支路进行按照预设值调整，首先将流量偏高的环路按照从前到后的顺序依次调整到预设值，调整结束后，进行一遍所有支路的整体流量测量。因为“水”这一介质的物理特性，需要进行至少两遍调整之后，就可以达到与预设值基本相符的结果。平衡调整会使外部管网阻力加大，总循环流量会因为外部管网阻力的变大而减小，此结果是正常情况。

5  总结

在二次网实际运行中采用该方法调节以后，流量的失调得到了明显的减弱，调整效果比较明显。该方法的调节效果及准确性，与大量的实践密不可分。供热技术人员应该在实践过程中不断积累经验并完善此方法，以达到熟练掌握的目的。

在快速发展与能源日益紧张的当前社会形势下，尽己所能的对二次供热管网做好平衡调节，以按需均衡供热为目标，做到供热的节能减排，是每一位供热工作人员的义务与责任。

参考文献：

[1]董绍武。供热运行调节与热平衡的优化途径分析[ J ]。内蒙古财经学院学报（综合版），2011。

[2]冉春雨，崔明辉，王春清。供热工程。化学工业出版社，2009。

[3]丁锋，秦玉龙。集中供热协调优化控制系统的研究[ J ]。科技创新与应用，2018。