熱水供熱系統回水溫度調節法之探析
來源:用戶上傳
作者:
【摘 要】在集中熱水供熱系統中，供暖熱負荷是系統的最主要的熱負荷，甚至是唯一的熱負荷。因此，在供熱系統中，通常按照供暖熱負荷隨室外溫度的變化規律，作為供熱調節的依據。供暖回水溫度調節的目的，在于使供暖用戶的散熱設備的放熱量與用戶熱負荷的變化規律相適應，以防止供暖熱用戶出現室溫過高或過低的現象。
【關鍵詞】供暖系統;回水溫度;調節
一、熱水供暖系統和運行調節概述
以熱水作為熱媒的供暖系統，稱為熱水供暖系統。從衛生條件和節能考慮，民用建筑應采用熱水作為熱媒。
1.按系統循環動力的不同，分為重力循環系統和機械循環系統。靠水的密度差進行循環的系統，稱為重力循環系統;靠機械力進行循環的系統，稱為機械循環系統。
2.按供、回水方式的不同，可分為單管系統和雙管系統
3.按熱媒溫度的不同，可分為低溫水供暖系統和高溫水供暖系統。
運行調節是指熱負荷發生變化時，為實現按需供熱，對供熱系統的流量、供水溫度等進行調節。熱水供熱系統的熱用戶，主要有供暖、通風、熱水供應和生產工藝用熱系統等。這些用熱系統的熱負荷不是恒定的，如果供暖通風熱負荷隨室外氣象條件：變化，供水供應和生產工藝隨使用條件等因素而不斷變化。為保證供熱質量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經濟合理，應對熱水供熱系統進行供熱調節。
二、供熱系統實際運行中存在的問題和改進措施
通過對供熱系統的運行熱效率分析，整個系統的節能效果較好，能源利用率較高。但在實際運行中也存在著調節控制的穩定性、連續性和及時性不夠理想的問題。
1.熱水供熱系統運行調節的穩定性
由于系統采用大溫差、變流量的控制原理，根據用戶的用熱需求（溫差），板式熱交換器的調節閥實時調節流量，變化較快。調節閥引起的管網壓差變化也相應較快，熱水循環變頻泵的運行頻率也隨時變化。因此，整個熱水供熱系統是一個不斷變化的。但作為熱源的熱水鍋爐需要具備穩定的運行條件和技術參數才能安全、可靠地運行。將兩者直接連成一個整體，必然產生一定的矛盾，從而影響系統的穩定性，對運行調節產生一定的影響。
2.運行中存在的問題和改進
從運行效率看系統總體的節能效果還是較好的，但熱水供熱系統在運行調節的穩定性、連續性和及時性上存在一定的問題。
（1）熱水供熱系統運行調節的穩定性
由于設計采用大溫差變流量的技術，板式熱交換器的調節閥是根據用熱需求（溫差）實時調節流量的，變化較快。熱水循環變頻泵是根據板式熱交換器的調節閥引起的管網壓差調節的，也是隨時變化的。而整個熱水供熱系統將需要具備一定運行條件和穩定參數運行的熱水鍋爐與變化的管網和熱交換器連成一個整體，由此產生一定的矛盾，影響了系統的穩定性，對運行調節產生一定的影響。
（2）熱水供熱系統運行調節的連續性
由于熱水鍋爐選型、控制模式和設置的原因，只能按出水溫度110 ℃和95 ℃供熱運行。因此，整個供熱系統的量調節（水泵流量）是連續的，但質調節（供水溫度）只有兩檔。這樣運行調節的連續性不足，而設計系統時也未作針對性的修補，造成供熱系統對于低負荷的適應能力較低。而上海地區的氣候在過渡季節對此的要求特別高，這使得系統的運行調節產生一定的困難。
（3）熱水供熱系統運行調節的的及時性
由于熱水供熱系統采用高溫水作為傳熱介質，以循環水泵作為輸送動力，在鍋爐內受熱，在板式換熱器中放熱，兩者之間的輸送距離較大，熱量傳遞的時效性必然受到一定影響。以目前供熱系統為例，鍋爐與板式換熱器之間的水量約為200 t，理論上1臺循環水泵需要滿負荷運行1個多小時才能將鍋爐加熱后的熱水輸送到用戶的板式熱交換器，而實際上由于受用戶調節閥開度和負荷需求的影響，可能需要更長的時間。
三、熱力運行適量調節
1.用戶調節
以熱源、熱網及用戶為一個整體考慮，用戶系統采用雙通閥調節散熱器（或是其他末端散熱裝置）的散熱量，系統的整體節能效果最明顯。但是如果有的用戶系統不允許采用雙通閥調節散熱器（末端裝置）的散熱量時，則應該設置用戶入口裝置將熱網和室內系統隔離開。室內系統可以采用恒流量運行，熱網系統采用變流量運行，也能獲得較好的節能效果，而且對熱網的運行穩定性也會更為有利，用戶入口裝置也要采取一定的調節方案，構成獨立的調節單元，在此不做闡述。
2.熱源與熱網調節
熱用戶安裝有三通閥或者雙通閥后，已經具備了自調節能力。此時在熱源處的負荷預報就變得很有意義了。根據熱網運行參數預報的供熱負荷，就是用戶在下一個時間段所需要的熱負荷。因此提高預報精度，保證預報控制穩定性成為主要的問題。供熱負荷預報的方法很多，在此不做研究。
（1）循環泵恒轉速時的預測控制
如果熱用戶是恒流量運行，則循環泵應該是恒轉速運行，熱源應該是質調節運行?？刂葡到y應該根據熱源出口處的參數，如：熱網供回水溫度、室外溫度、熱網供回水流量（主要是監視異常情況），預測熱源的供回水溫度，并且進行反饋調節。
（2）循環泵變轉速時的預測控制
由前面的分析可知，熱力系統采用變流量運行方式輸送熱量是節能的。在較大范圍內變化流量調節時，采用變頻變循環泵轉速則是最節能的。因此如果熱用戶是變流量運行，則循環泵應該采用變頻變轉速運行，熱源則應該采用質調節與量調節相結合的綜合調節運行方案。
四、供熱系統的技術改造
1.改善目標
能源中心熱水供熱系統實際運行中最大的問題在于不能滿足低負荷下的運行。由于設計理論符合偏大，建筑節能和管理節能的措施到位以及暖冬效應影響，經常發生因氣溫偏高、日照條件較好情況下候機樓的熱負荷急劇降低，甚至低于1臺熱水鍋爐的最低工作負荷，最終致使鍋爐無法正常運行。
同時由于設計負荷與實際運行負荷不一致，造成末端用戶的回水溫度較低（50 ℃左右），與鍋爐運行要求（70 ℃左右）偏差較大且供水溫度（100 ℃左右）低于鍋爐額定溫度（110 ℃左右），對鍋爐穩定、安全運行帶來較嚴重的隱患，其額定供熱能力也受到限制。
2.技術改造
對于上述問題，我們提出了技術改造方案，其原則是在保持原有系統的基礎上用最簡單、最經濟的、對運行模式影響最小的方式進行。我們在原設計系統中增加了2根連通管，將鍋爐高溫出水引至供熱系統回水;將鍋爐進水引至供熱系統的供水。此外，在管路上安裝了電動調節閥，用于控制啟閉、調節流通水量。
將部分鍋爐高溫出水引至供熱系統回水，能夠加熱溫度較低的回水，確保其由50 ℃左右提高到70 ℃左右滿足鍋爐正常運行的需要。同時這一技改措施也緩解了需要穩定運行條件和技術參數的熱水鍋爐與變流量循環系統之間運行調節的矛盾。該項改造運行采暖季前完成，起到了預計效果，確保了鍋爐的穩定、正常運行和供熱系統調節穩定性，解決了運行調節的實際問題。
將部分鍋爐進水引至供熱系統的供水，能夠降低溫度較高的供水，提高供熱管網的安全性。同時保證低負荷時循環系統有足夠保證運行的水流量，確保整個供熱循環得以進行，不至于因低負荷發生停止供熱的事件。此外，真正實現了系統運行調節的連續性和供熱的質調節，豐富了供熱系統的調節手段。而且通過技改還保證了鍋爐的額定工況，即能夠以110 ℃的出水溫度運行，改變了以往受系統牽制只能部分負荷運行的情況。
結語
熱水供熱系統，集中質量調節回水溫度調節的意義是顯著節省燃料，經濟運行的好處是相當大的。特別是北方寒冷地區采暖期長，實際加熱的早期和加熱最終白人和夜間室外空氣之間的溫差，更重要的，應引起注意加熱主管部門和鍋爐運行管理和采用的。
參考文獻
[1]鄧曉麗.供熱鍋爐中的節能技術分析[J].中國電子商務.2010，（05）.
[2]楊宏科.對供熱鍋爐節能減排的探索[J].山西建筑.2011，（03）.
[3]侯紅霞. 熱水供熱系統的維護與運行分析[J]. 山西建筑. 2015（31）
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14937972.htm
