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摘要:通过查阅相关资料可知与国外发达国家相比较而言,我国建筑采暖能耗远远高于其他国家,这无形中也造成了资源的无故浪费。造成上述现象的原因是多方面的,像建筑墙体隔热效果不显著或者供热系统技术落后等。现针对供热运行调节与热网平衡控制方面对供热节能装置进行分析。
关键词:供热运行;调节;热网平衡
1 供热调节
1.1 质调节
在热水网中质调节是最为常用的一种调节方式,它的作用机理是通过水流量的循环流动从而有效调节供水温度。质调节的优点在于水利工程稳定而且可实现自动化的调节方式,但其也存在一定的不足之处,例如耗电量较大而且近端用户室内温度差不协调等。
1.2 量调节
量调节的方式是指通过改变循环水的流量大小来实现调节的方式,供水的温度一定,它只能够在热水网、汽热网等初级热网系统中使用。二级热网之所以不能采用两调节的原因有两方面,一方面是二级热网本身就存在一定缺陷,很难实现热网平衡;另一方面是当室外温度升高的时候,网路水流量就会快速地蒸发,会导致室内的供暖系统出现竖向热力失去调节的现象。但是热调节也具有节约能源以及电量的优点,另外,量调节还可以降低热网系统两末端之间在调节时产生的时间差,因为热网流量是通过热网两端的压力差改变而在管道中发生改变的,再加之水不能压缩改变,流通的速度也很快,从而实现及时调节的目的。
1.3 间歇调节
间歇调节可以应用于蒸汽热网,也能应用于热水热网系统中,它在调节的过程中起到一定的帮助作用。通常是缩短供热的时长而不需要调节热网上的循环水量和调节水温,间歇调节协助别的运行调节方式一起作用,相互配合进行调节,它的使用时间一般是在初期或者末期,室外温度较高的时候。有很多锅炉提供热量的时候,让循环水泵一直运行,在特定的时间段内缩减锅炉的运行台数,也就是循环水泵不改变而增加锅炉的台数。全天持续供暖的运行方式一般在寒冷时期效果更为显著。
1.4 质量并调
质量并调的含义是依据室外的温度,通过调节循环流量以及调节供水的温度实现供热系统的运行。一般而言,一个完整的供热系统在一定的室外温度之中,依据供热系统的特征,要相应地设置与之对应的循环流量及适宜的温度,来保证最大的供热效果。因此,将循环流量及供水温度进行最适当的结合才能实现供热系统最好的效果。
2 热网的平衡技术及产品
目前国内热网平衡技术产品主要有以下几种:
2.1 手动调节阀或普通关断阀门
调节时,每调节任一用户阀门,由于并联用户间的相互耦合作用,全网总流量、各用户流量及分配比例均发生改变,产生振荡。热网平衡后,各阀门开度固定不变,阻力系数不变,可进行恒定流量的质调节运行,也可进行变流量(含质量并调)调节运行。
2.2 平衡阀
结构同手动调节阀基本相同,也为单一的手动调节孔板,只是在本阀进出口各有一测压孔。调节时,也存在着各用户间流量的相互耦合作用,但调节时要求边调节边测压,测压数据通过专用的仪器及软件来处理,计算出各阀门的开度,来调节全网各用户阀门。操作复杂,且需专用仪器设备和专业技术人员,故应用不多,安装条件要求不高,可用于一、二级网。热网平衡后,各阀门开度不变,即阻力系数不变,热网可进行恒流量的质调节运行,也可以采用变流量(含质量并调)调节运行。
2.3 自力式流量控制阀(器)及差压式流量控制閥
二者结构、原理相近。自力式流量控制阀是由手动孔板、自动孔板、自动调节机构、压力控制(反馈)管路及流量设定刻度标尺等主要部分构成。其原理根据用户设计流量,调整手动孔板开度至流量设定刻度标尺数值,阀前后压差改变时,由压力控制管路反馈压差变化信号到自动调节机构,依靠压差动力使自动调节机构自动调节自动孔板开度,从而维持手动调节孔板前后压差不变,进而达到恒定流量的目的。可避免热网各用户间的相互耦合作用及产生的流量振荡,各用户安装此阀的热网可一次调节即告平衡。具有操作简单、方便、快捷、稳定、可靠的特点,无安装条件要求,价格高于平衡阀,适用于一、二级热网。安此阀的热网平衡后,只能采用恒定流量的质调节运行,而不能采用变流量调节运行(含质量并调调节)。
2.4 热网微机控制平衡技术
国内热网微机控制系统从控制策略上划分大体有二种:
一种为热网上各热力站单独控制,换热站根据测出的室外温度tw,调整一次侧的电动调节阀门,以改变流过水一水热交换器的一次侧水流量。从而使二次侧热交换器出口水温tg,达到设定值tgset。从原理上讲,只要给出合理的室外温度tw与二次网供水温度tg之间的关系式,设计好电动调节阀门的调节算法,是能够使用户侧采暖建筑达到要求的。但从整个热网看,由于各换热站与热网皆为并联联接,换热站之间存在相互的耦合作用,某一个站阀门有动作,其余的换热站的电动阀门都将随之动作,总热网及各站将产生较长时间振荡现象,尤其是当外温tw变化较大,热负荷变化较大,而热源调整又不及时的时候,这种振荡会非常严重甚至系统不能工作。因安装条件要求高,造价高,因此只能用于一次网,且由于有上述缺陷,故应用不多。
另一种为热网上各热力站采用均匀性调节,对各个热力站供水阀门的调节是以各个热力站彼此间供热效果相同为目标,实行中央控制,即通过计算机网络将各热力站的现场控制机连在一起,测量出各热力站二次网侧供回水温度,计算全网调均匀后的供回水平均温度值,将此值送到各热力站作为设定值进行具体的调节。
2.5 双功能自力式流量控制阀
该产品在保留了自力式流量控制阀的自动调节孔板、自动调节机构、手动调节孔板、压力控制(反馈)管路、流量设定的刻度标尺等全部结构基础上,增加了一套锁闭装置。打开锁闭装置则本阀同自力式流量控制阀功能完全相同——具有恒定流量的功能。关闭锁闭装置,则锁闭了本阀中的自动调节机构,自动调节孔板将不再随本阀前后压差变化而自动调节开度,使本阀变成了一个固定开度的阀门(孔板)-具有变流量的功能。且两种功能切换自如。
3 结语
综上所述,通过有效解决供热中水平热力失调以及纵向热力失调现象,可增强供暖的成效性,最大限度地降低资源的无故浪费。所以在供热运行中可根据热网的等级采取最佳的调节模式,从而提高热网运行效率,使居民享受到真正的生活品质。
参考文献:
[1]齐玲,王晓峰.分阶段改变流量质调节中流量的确定[J].节能,2014.
[2]苏伟东.集中计量供热系统换热站的运行调节[J].科技风,2014(6).
[3]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].清华大学出版社,2012
(作者单位:德州市热力发展有限公司)
关键词:供热运行;调节;热网平衡
1 供热调节
1.1 质调节
在热水网中质调节是最为常用的一种调节方式,它的作用机理是通过水流量的循环流动从而有效调节供水温度。质调节的优点在于水利工程稳定而且可实现自动化的调节方式,但其也存在一定的不足之处,例如耗电量较大而且近端用户室内温度差不协调等。
1.2 量调节
量调节的方式是指通过改变循环水的流量大小来实现调节的方式,供水的温度一定,它只能够在热水网、汽热网等初级热网系统中使用。二级热网之所以不能采用两调节的原因有两方面,一方面是二级热网本身就存在一定缺陷,很难实现热网平衡;另一方面是当室外温度升高的时候,网路水流量就会快速地蒸发,会导致室内的供暖系统出现竖向热力失去调节的现象。但是热调节也具有节约能源以及电量的优点,另外,量调节还可以降低热网系统两末端之间在调节时产生的时间差,因为热网流量是通过热网两端的压力差改变而在管道中发生改变的,再加之水不能压缩改变,流通的速度也很快,从而实现及时调节的目的。
1.3 间歇调节
间歇调节可以应用于蒸汽热网,也能应用于热水热网系统中,它在调节的过程中起到一定的帮助作用。通常是缩短供热的时长而不需要调节热网上的循环水量和调节水温,间歇调节协助别的运行调节方式一起作用,相互配合进行调节,它的使用时间一般是在初期或者末期,室外温度较高的时候。有很多锅炉提供热量的时候,让循环水泵一直运行,在特定的时间段内缩减锅炉的运行台数,也就是循环水泵不改变而增加锅炉的台数。全天持续供暖的运行方式一般在寒冷时期效果更为显著。
1.4 质量并调
质量并调的含义是依据室外的温度,通过调节循环流量以及调节供水的温度实现供热系统的运行。一般而言,一个完整的供热系统在一定的室外温度之中,依据供热系统的特征,要相应地设置与之对应的循环流量及适宜的温度,来保证最大的供热效果。因此,将循环流量及供水温度进行最适当的结合才能实现供热系统最好的效果。
2 热网的平衡技术及产品
目前国内热网平衡技术产品主要有以下几种:
2.1 手动调节阀或普通关断阀门
调节时,每调节任一用户阀门,由于并联用户间的相互耦合作用,全网总流量、各用户流量及分配比例均发生改变,产生振荡。热网平衡后,各阀门开度固定不变,阻力系数不变,可进行恒定流量的质调节运行,也可进行变流量(含质量并调)调节运行。
2.2 平衡阀
结构同手动调节阀基本相同,也为单一的手动调节孔板,只是在本阀进出口各有一测压孔。调节时,也存在着各用户间流量的相互耦合作用,但调节时要求边调节边测压,测压数据通过专用的仪器及软件来处理,计算出各阀门的开度,来调节全网各用户阀门。操作复杂,且需专用仪器设备和专业技术人员,故应用不多,安装条件要求不高,可用于一、二级网。热网平衡后,各阀门开度不变,即阻力系数不变,热网可进行恒流量的质调节运行,也可以采用变流量(含质量并调)调节运行。
2.3 自力式流量控制阀(器)及差压式流量控制閥
二者结构、原理相近。自力式流量控制阀是由手动孔板、自动孔板、自动调节机构、压力控制(反馈)管路及流量设定刻度标尺等主要部分构成。其原理根据用户设计流量,调整手动孔板开度至流量设定刻度标尺数值,阀前后压差改变时,由压力控制管路反馈压差变化信号到自动调节机构,依靠压差动力使自动调节机构自动调节自动孔板开度,从而维持手动调节孔板前后压差不变,进而达到恒定流量的目的。可避免热网各用户间的相互耦合作用及产生的流量振荡,各用户安装此阀的热网可一次调节即告平衡。具有操作简单、方便、快捷、稳定、可靠的特点,无安装条件要求,价格高于平衡阀,适用于一、二级热网。安此阀的热网平衡后,只能采用恒定流量的质调节运行,而不能采用变流量调节运行(含质量并调调节)。
2.4 热网微机控制平衡技术
国内热网微机控制系统从控制策略上划分大体有二种:
一种为热网上各热力站单独控制,换热站根据测出的室外温度tw,调整一次侧的电动调节阀门,以改变流过水一水热交换器的一次侧水流量。从而使二次侧热交换器出口水温tg,达到设定值tgset。从原理上讲,只要给出合理的室外温度tw与二次网供水温度tg之间的关系式,设计好电动调节阀门的调节算法,是能够使用户侧采暖建筑达到要求的。但从整个热网看,由于各换热站与热网皆为并联联接,换热站之间存在相互的耦合作用,某一个站阀门有动作,其余的换热站的电动阀门都将随之动作,总热网及各站将产生较长时间振荡现象,尤其是当外温tw变化较大,热负荷变化较大,而热源调整又不及时的时候,这种振荡会非常严重甚至系统不能工作。因安装条件要求高,造价高,因此只能用于一次网,且由于有上述缺陷,故应用不多。
另一种为热网上各热力站采用均匀性调节,对各个热力站供水阀门的调节是以各个热力站彼此间供热效果相同为目标,实行中央控制,即通过计算机网络将各热力站的现场控制机连在一起,测量出各热力站二次网侧供回水温度,计算全网调均匀后的供回水平均温度值,将此值送到各热力站作为设定值进行具体的调节。
2.5 双功能自力式流量控制阀
该产品在保留了自力式流量控制阀的自动调节孔板、自动调节机构、手动调节孔板、压力控制(反馈)管路、流量设定的刻度标尺等全部结构基础上,增加了一套锁闭装置。打开锁闭装置则本阀同自力式流量控制阀功能完全相同——具有恒定流量的功能。关闭锁闭装置,则锁闭了本阀中的自动调节机构,自动调节孔板将不再随本阀前后压差变化而自动调节开度,使本阀变成了一个固定开度的阀门(孔板)-具有变流量的功能。且两种功能切换自如。
3 结语
综上所述,通过有效解决供热中水平热力失调以及纵向热力失调现象,可增强供暖的成效性,最大限度地降低资源的无故浪费。所以在供热运行中可根据热网的等级采取最佳的调节模式,从而提高热网运行效率,使居民享受到真正的生活品质。
参考文献:
[1]齐玲,王晓峰.分阶段改变流量质调节中流量的确定[J].节能,2014.
[2]苏伟东.集中计量供热系统换热站的运行调节[J].科技风,2014(6).
[3]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].清华大学出版社,2012
(作者单位:德州市热力发展有限公司)