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[摘 要]集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，利用一个或多个热源通过供热管网、热交换站等，向一个较大区域各热用户提供热能的方式。在多热源、多种类型热负荷共网的情况下，为供热系统的合理运行提出新课题。本文探讨了油田实施集中供热特点和系统优化的技术对策，对同类行业有一定的参考价值。
[关键词]油田供暖；系统优化；水力计算；动态预测
中图分类号：N945.15 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0121-01
前言
集中供热是相对于分散小联片锅炉房供热而言的。在多热源、多种类型热负荷共网的情况下，为供热系统的合理运行提出新课题。各热源是同时启动，还是递序启动？是共网运行还是摘网运行？同样，各泵站中水泵何时启动，何时关停？是起增压作用还是混水作用？热源、水泵在不同状态下，供热系统运行工况如何变动？选择什么样的调节方法和运行方案才`能满足热用户的不同需求？所有这些问题，是多热源联合运行必须回答的问题。
1 集中供热的特点
近年油田集中供热得到迅速发展，是与其自身特点分不开的，集中供热与分散供热比较，有很多优点：（1）减少大气污染。用一个集中的热源或集中供热锅炉房，代替众多的分散的锅炉，用一个高烟囱代替数百个低矮的小烟囱，变面源排放为点源排放，大大的减少了环境污染。（2）大大节约能源。利用热电厂大容量、高效率的锅炉，代替小容量、低效率的锅炉，达到节约能源的目的。（3）提高供热质量。分散供热是间断供热，供一段，停一段，供热不稳定集中供热是连续供热，并根据负荷及时调整，无论室外如何变化，室温始终保持一定。（4）低噪音，少扰民。分散供热热源点靠近居民区，产生的噪音直接影响周围居民集中供热热源点远离居民区，可以有效防止噪音对居民的影响，减少扰民。（5）自动化程度高。集中供热的供热温度调节采用自动控制，能够适时地随室外温度的变化而自动调节供热参数，以满足用户的需要，同时亦可以减轻工人操作上的劳动强度。（6）设备故障率低。由于集中供热可选用供热专用设备，其设备质量高于一般的工业设备，故运行安全可靠，故障率低。
2 集中供热系统优化
2.1 集中供热系统运行调节
大型热水集中供热系统，往往采用多热源共网，并配有多种形式的增压泵、混水泵，热力网既有直接连接，又有间接连接。再加多种类型热负荷的存在，这就使得供热系统变得相当复杂。油田的集中供热系统的热源采用多热源的形式进行供热，因此需要对对热源进行合理的选择和管理。供热系统流量的运行调节，是指当热负荷随室外温度的变化而变化时，为实现按需供热，而对系统流量进行的调节。为使用户室温达到设计室温的要求，还必须在整个供暖期，随室外气温的变化随时进行供水温度、流量的调节，以期实现按需供热，消除系统热力工况的垂直失调。
2.2 管网系统动态负荷分析与预测
供热系统的运行优化其目标应在满足供热效果的前提下实现按需供热，提高系统的能效。但基础工作必須建立在对系统热负荷的准确计算上。由于地区不同，建筑物的种类、结构、散热器配置等因素不同，采用概算热指标进行估算，将带来较大误差。由于建筑物和系统的热惰性、室外气温的周期性变化、各用户对热的需求的不确定性以及日照等因素的影响，完全稳定的热力工况在实际供热系统中是很难实现的，因而用稳态的热力工况计算公式也难以准确描述供热系统热力工况的实际情况。此外，供热系统的优化管理，是用来指导实际运行调节的必须提前进行。热负荷的预测应该采用动态方法进行。
2.3 集中供热网流量调节
油田在集中供热的过程中，如何调整各用户的用水（汽）量，又如何方便准确地计量是关键。集中供热网是一个具有非线性、强藕合、大滞后环节的系统，其结构为闭式水力网络，某些子站支路流量变化或调整阀门时必然引起全网压力分布的变化，从而对其他子站的流量产生影响。若能将各热力站二次网供回水平均温度调匀，即达到了调节目的。采用的调节方法是：根据全网实测二次网供回水平均温度分布以及辨识出的子站热工特性参数，统一给定各热力站的调节目标，热力站现场控制机按照给定目标调整一次网的各自阀门开度。
3 集中供热技术对策
3.1 热网水力计算研究
根据调峰锅炉房投入顺序和拟定的供热调节方案，管道直管段阻力损失计算：
其中：
管道局部阻力损失：局部阻力损失按管段阻力损失的25%计算，管道总阻力损失：按照基尔霍夫方程：对于任何一个闭式环路，其压力降的代数和为零：式中：R—直管段平均比摩阻，P/am；l—直管段的长度，m；—管道摩擦阻力系数；G—热介质质量流量，t/h；d—管道内径，mm；p—热介质密度，kg/m3；s—第i管段的阻力数，Pa·h2/m3。
3.2 热网流量平衡技术
（1）在热力站或热用户入口采用混水装置。混水装置的作用是增大系统的阻力系数。采用混水装置，虽然适当减少了供热系统主干线的循环流量，但却增大了混水装置后进入热用户系统的流量，从而解决了热用户系统循环流量不足的矛盾。当然在混水装置设计、.运行中，都要根据水温、水压等参数的要求，合理控制适当的混合比。采用混水装置，为保证热用户系统要求的供水温度，一般应适当提高供热系统主热源的出口水温。（2）在系统中装设增压泵。增压泵的作用是减少系统的阻力系数，提高系统的总循环流量，进而解决了热用户系统循环流量不足的问题。增压泵可设在系统的干线上，也可设在热用户的入口处，视供热系统的实际情况而定。
3.3 采用间接连接技术
在室外温度t1接近设计外温t2时，关键是增加供热量。这时除主热源外，根据供热量平衡陆续投运峰荷热源，与此同时进行供水量平衡，保证热用户系统有足够循环流量。在严寒期，供热系统总循环流量有所下降，主要是通风、生活热水供应负荷要求的循环流量在减少（因此此时热力网的供水温度在提高），而主要热负荷一一供暖负荷需要的循环流量达最大值。峰荷热源陆续投运过程中，进行供暖负荷的流量平衡，其它热负荷流量需求通过局部量调节进行。
3.4 热用户管理措施
集中供热过程中，建筑物的空间布局、形状、热用户的供暖设备的使用等都可能造成个别热用户的最低温度不达标等问题。集中供热企业应加强与热用户的沟通，明确问题出现的原因及责任承担者以帮助用户解决问题。应加强新热用户的管理，实行严格的准入制度，对新加入的热用户进行严格的审查是否满足供暖的要求，确保整个供暖系统的正常运行。完善集中供热热费收缴制度。通过分户计量的收费管理办法的实施能增强热用户节能的意识。油田实施集中供热，建立覆盖整个油田的集中供热系统，将计算机远程监控技术、自动调节技术和其他先进技术和设备的使用，使得系统的自动化水平很高。这要求企业需要一些掌握热量计量相关设备和技术的专职人员对其进行管理，及时发现系统中存在的问题并与工程人员及相关计量单位沟通，及时解决问题。
参考文献
[1] 王应鹏.集中供热节能技术措施[J].山西建筑.2008（30）.
[2] 江亿.北方采暖地区既有建筑节能改造问题研究[J].中国能源.2011（09）.
[关键词]油田供暖；系统优化；水力计算；动态预测
中图分类号：N945.15 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0121-01
前言
集中供热是相对于分散小联片锅炉房供热而言的。在多热源、多种类型热负荷共网的情况下，为供热系统的合理运行提出新课题。各热源是同时启动，还是递序启动？是共网运行还是摘网运行？同样，各泵站中水泵何时启动，何时关停？是起增压作用还是混水作用？热源、水泵在不同状态下，供热系统运行工况如何变动？选择什么样的调节方法和运行方案才`能满足热用户的不同需求？所有这些问题，是多热源联合运行必须回答的问题。
1 集中供热的特点
近年油田集中供热得到迅速发展，是与其自身特点分不开的，集中供热与分散供热比较，有很多优点：（1）减少大气污染。用一个集中的热源或集中供热锅炉房，代替众多的分散的锅炉，用一个高烟囱代替数百个低矮的小烟囱，变面源排放为点源排放，大大的减少了环境污染。（2）大大节约能源。利用热电厂大容量、高效率的锅炉，代替小容量、低效率的锅炉，达到节约能源的目的。（3）提高供热质量。分散供热是间断供热，供一段，停一段，供热不稳定集中供热是连续供热，并根据负荷及时调整，无论室外如何变化，室温始终保持一定。（4）低噪音，少扰民。分散供热热源点靠近居民区，产生的噪音直接影响周围居民集中供热热源点远离居民区，可以有效防止噪音对居民的影响，减少扰民。（5）自动化程度高。集中供热的供热温度调节采用自动控制，能够适时地随室外温度的变化而自动调节供热参数，以满足用户的需要，同时亦可以减轻工人操作上的劳动强度。（6）设备故障率低。由于集中供热可选用供热专用设备，其设备质量高于一般的工业设备，故运行安全可靠，故障率低。
2 集中供热系统优化
2.1 集中供热系统运行调节
大型热水集中供热系统，往往采用多热源共网，并配有多种形式的增压泵、混水泵，热力网既有直接连接，又有间接连接。再加多种类型热负荷的存在，这就使得供热系统变得相当复杂。油田的集中供热系统的热源采用多热源的形式进行供热，因此需要对对热源进行合理的选择和管理。供热系统流量的运行调节，是指当热负荷随室外温度的变化而变化时，为实现按需供热，而对系统流量进行的调节。为使用户室温达到设计室温的要求，还必须在整个供暖期，随室外气温的变化随时进行供水温度、流量的调节，以期实现按需供热，消除系统热力工况的垂直失调。
2.2 管网系统动态负荷分析与预测
供热系统的运行优化其目标应在满足供热效果的前提下实现按需供热，提高系统的能效。但基础工作必須建立在对系统热负荷的准确计算上。由于地区不同，建筑物的种类、结构、散热器配置等因素不同，采用概算热指标进行估算，将带来较大误差。由于建筑物和系统的热惰性、室外气温的周期性变化、各用户对热的需求的不确定性以及日照等因素的影响，完全稳定的热力工况在实际供热系统中是很难实现的，因而用稳态的热力工况计算公式也难以准确描述供热系统热力工况的实际情况。此外，供热系统的优化管理，是用来指导实际运行调节的必须提前进行。热负荷的预测应该采用动态方法进行。
2.3 集中供热网流量调节
油田在集中供热的过程中，如何调整各用户的用水（汽）量，又如何方便准确地计量是关键。集中供热网是一个具有非线性、强藕合、大滞后环节的系统，其结构为闭式水力网络，某些子站支路流量变化或调整阀门时必然引起全网压力分布的变化，从而对其他子站的流量产生影响。若能将各热力站二次网供回水平均温度调匀，即达到了调节目的。采用的调节方法是：根据全网实测二次网供回水平均温度分布以及辨识出的子站热工特性参数，统一给定各热力站的调节目标，热力站现场控制机按照给定目标调整一次网的各自阀门开度。
3 集中供热技术对策
3.1 热网水力计算研究
根据调峰锅炉房投入顺序和拟定的供热调节方案，管道直管段阻力损失计算：
其中：
管道局部阻力损失：局部阻力损失按管段阻力损失的25%计算，管道总阻力损失：按照基尔霍夫方程：对于任何一个闭式环路，其压力降的代数和为零：式中：R—直管段平均比摩阻，P/am；l—直管段的长度，m；—管道摩擦阻力系数；G—热介质质量流量，t/h；d—管道内径，mm；p—热介质密度，kg/m3；s—第i管段的阻力数，Pa·h2/m3。
3.2 热网流量平衡技术
（1）在热力站或热用户入口采用混水装置。混水装置的作用是增大系统的阻力系数。采用混水装置，虽然适当减少了供热系统主干线的循环流量，但却增大了混水装置后进入热用户系统的流量，从而解决了热用户系统循环流量不足的矛盾。当然在混水装置设计、.运行中，都要根据水温、水压等参数的要求，合理控制适当的混合比。采用混水装置，为保证热用户系统要求的供水温度，一般应适当提高供热系统主热源的出口水温。（2）在系统中装设增压泵。增压泵的作用是减少系统的阻力系数，提高系统的总循环流量，进而解决了热用户系统循环流量不足的问题。增压泵可设在系统的干线上，也可设在热用户的入口处，视供热系统的实际情况而定。
3.3 采用间接连接技术
在室外温度t1接近设计外温t2时，关键是增加供热量。这时除主热源外，根据供热量平衡陆续投运峰荷热源，与此同时进行供水量平衡，保证热用户系统有足够循环流量。在严寒期，供热系统总循环流量有所下降，主要是通风、生活热水供应负荷要求的循环流量在减少（因此此时热力网的供水温度在提高），而主要热负荷一一供暖负荷需要的循环流量达最大值。峰荷热源陆续投运过程中，进行供暖负荷的流量平衡，其它热负荷流量需求通过局部量调节进行。
3.4 热用户管理措施
集中供热过程中，建筑物的空间布局、形状、热用户的供暖设备的使用等都可能造成个别热用户的最低温度不达标等问题。集中供热企业应加强与热用户的沟通，明确问题出现的原因及责任承担者以帮助用户解决问题。应加强新热用户的管理，实行严格的准入制度，对新加入的热用户进行严格的审查是否满足供暖的要求，确保整个供暖系统的正常运行。完善集中供热热费收缴制度。通过分户计量的收费管理办法的实施能增强热用户节能的意识。油田实施集中供热，建立覆盖整个油田的集中供热系统，将计算机远程监控技术、自动调节技术和其他先进技术和设备的使用，使得系统的自动化水平很高。这要求企业需要一些掌握热量计量相关设备和技术的专职人员对其进行管理，及时发现系统中存在的问题并与工程人员及相关计量单位沟通，及时解决问题。
参考文献
[1] 王应鹏.集中供热节能技术措施[J].山西建筑.2008（30）.
[2] 江亿.北方采暖地区既有建筑节能改造问题研究[J].中国能源.2011（09）.