供热系统平衡调节的方案与运行分析

摘 要：随着时代的变迁和科技的进步，供热行业一直都在稳步前行，从最初的锅炉房到取而代之的热电联产，以及新能源的崛起。在国家大力提倡节能环保的背景下，人们对供热舒适度的要求也日益提高，这给供热行业带来了更高的挑战。供热负荷大，供热周期长，调节难度大是集中供热的特点。为了使用户室内温度达到标准，就需要对流量及热网温度进行精准的平衡调节，既要保证温度，又要做到减少能耗方面不必要的浪费。本文将重点探讨水力失调、供热系统的调节以及多热源联合供热，并结合实际案例对集中供热系统运行期平衡调节方案进行深入分析。

关键词：集中供热；水力失调；平衡调节；多热源文章编号：2095-4085（2024）04-0223-03

0 引言

随着我国大规模城市化进程的推进，集中供热企业供热负荷面积也在不断增加。在国家大力倡导节能减排降耗的背景下，如何既满足企业生产发展的需求，又能提升社会服务热用户的满意度，是所有供热企业都在研究的方向。

1 行业现状及技术发展方向

目前，城市集中供热已然成为我国社会民生服务的关注重点。尤其是北方城市，冬天气候寒冷，对集中供热的需求量非常大。相比以前的传统供热系统，集中供热以其低碳环保、绿色节能、节约用地、供热质量高、减少大气污染以及自动化的体系更符合当今时代的步伐。然而由于热负荷大、管网及建筑物老旧造成了供热系统平衡调节难度增加。因此对温度的把控和流量的精准调节显得尤为重要，这也成为供热行业一直以来研究突破的方向。

2 水力失调的分析

在供热系统管网中，各热用户在运行期间的实际流量与规定流量存在差异的现象，被称为水力失调。水力失调是集中供热中普遍存在的问题，主要体现在热网用热量与热源供热量之间的热量失调和一次管网上各热力站之间的流量失调以及热用户之间的水力失调。

热网用热量与热源供热量之间的失调可通过调度与热电厂之间沟通协调来解决，采取提升流量或者热源温度进行改善；也可通过与调峰热源并联运行解决。而一次网各热力站之间的流量失调可通过全网平衡软件进行阀门的自动调节达到流量的合理分配，相比传统供热中手动调节阀门更为精准，效果提升更为明显。将全网平衡软件目标回水温度设定为某固定值，对于保温效果差的老旧小区可适当的对权重进行增加，系统会根据给定的回水温度对电动阀进行自动调节。当室外气温过低或者过高时，阀门开度反馈值可能会给定为100%或者1%却仍然无法达到设定温度，此时就需要进行热力站内一次网总管阀门开度的手动调整。若整个热网上大部分热力站都出现这种阀门开度过大或者过小的问题，则表示热源温度已无法满足此时的热负荷，需要进行热源温度的调整或者热网负荷的切换调整，来维持供热系统安全平稳有效的运行。热用户之间的水力失调可造成有的热用户室温过热，而有的热用户则欠缺。这种调节较为复杂，导致这种现象的原因也有很多，比如：（1）滤网堵塞形成了阻力流量被挤到别的用户家。此时，清洗滤网可解决问题。（2）热用户家中私自安装回水加压泵造成流量分配不均匀也会导致热用户之间的水力失调，需责令其拆除。（3）在排除非集气和管网堵塞的原因下，若出现末端热用户普遍不热的情况，则应考虑系统压力及流量是否达到要求。可以采取提高热力站内循环泵的频率来改善，并适当的调节近端用户的阀门进行流量平衡的调节。

3 供热系统的调节分析

供热系统调节的目的是为了使热用户的散热器的散热量与热负荷的变化相匹配，防止热用户出现室内温度过高或者过低的现象。室内温度过高用户可开窗进行散热，却造成了热能的浪费；而过低的用户则会对供热行业进行投诉，从而加大了工作人员工作量的同时也影响了企业形象。对流量的合理分配可以有效的减少此现象，散热器的散热量与流量成正比关系（见图1）。当供热系统的供回水温度一定时，散热器的散热量随流量的增加而增加，但也不是持续增加。当相对流量大于3.0时，散热量基本就不再增加了；当散热器流量减少时，散热量也会减少，尤其当相对流量小于0.5时，散热量减少的幅度比较大。

调节分为对系统的初调节和运行调节两种［1］。供热系统的初调节分为室外和室内两部分。首先通过对各热用户入口和二次管网上的阀门进行调节，使管网的水力工况满足各热用户的要求；其次再对室内系统的各立管和主管进行调节。现在为了更精准的对热用户调节，热力公司对符合条件的小区安装了远传室温监测装置，能实时的将用户室温通过远程传输装置快速精准的反馈至中控室，再结合热力站的流量、温度及压差进行阀门或者循环泵的调节，使热用户室内温度维持在标准范围内。

初调节结束后，还应根据室外气温的变化情况来进行运行期的调节，也是最为重要的调节。

（1）质调节。在调节时只改变供热系统的供水温度，而用户的循环水量保持不变的调节方式即为质调节。

（2）量调节。和质调节相反，只改变用户的循环水量而供热系统的供水温度则保持不变的调节方式即为量调节。

（3）分阶段改变流量的质调节。在供暖期中按室外温度高低分成几个阶段。在室外温度较低的阶段中，保持设计最大流量；而在室外温度较高的阶段中，则保持较小的流量。在每一阶段内，网路的循环水量始终保持不变，按改变网路供水温度的质调节进行供热调节［2］。此种调节方式具有运行稳定、节约能耗、方便调节的优点，是现在供暖期普遍采用的调节方式。

（4）质量-流量调节。即根据供热系统热负荷的变化，同时调节系统的供水温度和循环水量的调节方式。

（5）间歇调节。当室外温度升高时，不改变网路的循环水量和供水温度，只减少每天的供暖小时数，即为间歇调节。此调节一般用在供暖快结束时，此时采用这种方式的调节，能在热用户室温达标的基础上达到节能降耗的目的，避免造成热能及电能不必要的浪费。

（6）热量调节。即为热计量调节。

4 多热源联合供热的分析

在我国大部分城市，集中供热系统普遍都采用以热电厂供热为主，调峰锅炉供热为辅的多热源联合供热系统，这种供热系统主要有以下优点。

（1）调峰锅炉的设置对整个供热系统安全稳定的运行提供了保障。当热电厂出现机组故障时，可由调峰热源承担部分热负荷，既有调峰作用，也起备用作用。

（2）当室外温度过低，热电厂满负荷运行仍然无法满足供热需求时，启动调峰锅炉可保证供热系统的有效运行。

（3）站在电厂经济角度上考虑，电厂肯定愿意多发电，少抽高压汽［3］。调峰负荷由其他热源解决，使热化系数降低，热电厂供热负荷比较平稳，可长时间满负荷运行，对热电厂的经济运行有利。

（4）多热源联合供热系统供热方案多元化，调节方式选择多，能应对各种突发故障，被广泛应用。

5 案例分析

某热力公司采用热电厂供热为主，调峰燃气锅炉为辅的集中供热。按照室外温度情况及热负荷情况将采暖季分为三个阶段，即供暖初寒期、供暖严寒期、供暖末寒期，并根据供热面积及供热负荷情况制定了燃气调峰锅炉的启停方案和各热网之间的切换方案。该公司2022-2023采暖季的具体调节切换方案（见表1）。

（1）当室外平均温度≥-1℃时，瑞光东峰热网实际供热面积1 525万m2；瑞光东峰热网切换至小店嘉节热网供热面积377.9万m2；瑞光东峰热网切换至华能东山热网供热面积111.6万m2；瑞光东峰热网切换至城南热网供热面积5.5万m2；城南热网切入瑞光东峰热网供热面积137.85万m2。

（2）当-5℃≤室外平均温度＜-1℃时，启东峰热源厂燃气锅炉2台，城南热网切入瑞光东峰热网供热面积52万m2；华能热网切换至瑞光东峰热网供热面积255万m2，切换后瑞光东峰热网供热面积1 832万m2。

（3）当-9℃≤室外平均温度＜-5℃时，再启东峰热源厂燃气锅炉2台，共计4台。嘉节热网切换至瑞光东峰热网供热面积257.28万m2，切换后瑞光东峰热网供热面积2 089万m2。

（4）当室外温度≤-10℃时，瑞光东峰热网供热面积2 089万m2，按需逐步启动分布式调峰热力站。

6 结语

总之，无论是对热网的切换还是调峰热源的启动，都是为了实现集中供热系统平衡调节和稳定运行，从经济效益及节能环保最大化实现高效率的供热服务。在科技与信息发达的时代下，供热行业还将继续前行，突破创新，为人们带去更加舒适的体验。

参考文献：

［1］张开菊.热力网与供热［M］.北京：中国力出版社，2008.

［2］贺平.供热工程第四版［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［3］李善化.实用集中供热手册［M］.北京：中国电力出版社，2016.