淺談供暖水利平衡的實(shí)現論文
1水力失調的概念與表現
在熱水供熱系統中各熱用戶(hù)的實(shí)際流量與設計要求的流量之間往往存在不一致性。我們把這種不一致稱(chēng)之為水力失調。水力失調反映到實(shí)際供熱中,主要表現為由于各供暖區域段流量配比不合理,導致不同位置的熱用戶(hù)出現冷熱不均現象,一般來(lái)說(shuō),靠近熱源近的用戶(hù)水量足水循環(huán)快,供暖效果要好于遠離熱源的末梢熱用戶(hù),水力失調主要表現是:各管段流量輸配不合理,致使各個(gè)用戶(hù)的室溫冷熱不均,靠近熱源近端的用戶(hù)過(guò)熱,遠端過(guò)冷,即行業(yè)內常說(shuō)的水平失調。
2供熱系統產(chǎn)生水力失調的原因
產(chǎn)生供熱系統水力失調的原因較為復雜,既有設計上的,也有運行管理上的,這些原因往往是不能完全避免的。
2.1在進(jìn)行管道設計時(shí),由于各管道內熱介質(zhì)流速不允許超過(guò)限定值,管徑規格有限,在網(wǎng)絡(luò )各分支環(huán)路或用戶(hù)系統各立管環(huán)路之間,其阻力損失是不可能在設計的流量分配下達到平衡。使熱用戶(hù)實(shí)際流量分配不能符合設計所需的流量要求,就會(huì )產(chǎn)生水力失調。
2.2當有新接入熱用戶(hù)或部分熱用戶(hù)停運時(shí),整個(gè)供熱管網(wǎng)阻力特性發(fā)生變化,也有可能導致水力失調。
2.3開(kāi)始運行時(shí)沒(méi)有很好地進(jìn)行初調節,也會(huì )導致水力失調。由于網(wǎng)路近端熱用戶(hù)的作用壓差很大,位于網(wǎng)路近端的熱用戶(hù),其實(shí)際流量往往比規定流量要大得多,而位于網(wǎng)路遠端的熱用戶(hù),其作用壓差和流量將小于規定的數值,這種不一致的失調需要通過(guò)網(wǎng)路的初調節來(lái)解決,否則,就會(huì )產(chǎn)生水力失調。
2.4部分熱用戶(hù)隨意增減散熱器,造成室內水力工況變化,從而導致水力失調。
2.5隨意調整網(wǎng)路分支閥門(mén)或用戶(hù)入口閥門(mén),均會(huì )產(chǎn)生水力失調。
2.6隨著(zhù)運行年限增長(cháng),部分老采暖管線(xiàn)堵塞.造成相關(guān)熱用戶(hù)流量減少,也會(huì )產(chǎn)生水力失調。
3水利平衡實(shí)現
對相對集中固定的供暖區域,一網(wǎng)的水力平衡易于實(shí)現,,但對于二網(wǎng)而言,要做到水力平衡調節,就要相對困難的多。二網(wǎng)由于節點(diǎn)和支路均較多,且多存在過(guò)熱及供熱不足現象,為使末端用戶(hù)達到需求,往往采用加大流量方式供暖,耗電量隨之增大。常規方式采用靜態(tài)水力平衡閥進(jìn)行調節,由于調節難度較大,且實(shí)現公共建筑分時(shí)分溫后,負荷處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài),因此,該方法已不能滿(mǎn)足發(fā)展的需求。對于新建筑而言,更是如此,且需做到戶(hù)平衡才能解決垂直失調問(wèn)題,同時(shí),戶(hù)計量的投入,水力工況更是動(dòng)態(tài)變化,常規方式已無(wú)法滿(mǎn)足需求。所以,動(dòng)態(tài)水力平衡調節是供暖發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。
3.1一網(wǎng)水力平衡實(shí)現。為滿(mǎn)足一網(wǎng)水力平衡,實(shí)現按需供熱,在每個(gè)端點(diǎn)即換熱系統的來(lái)水管線(xiàn)上加裝流量調節閥和超聲波流量計。通過(guò)控制中心SCADA系統的上述方式進(jìn)行進(jìn)行管網(wǎng)平衡計算,結果發(fā)送給換熱站的.SCADA系統,根據該給定值進(jìn)行閥門(mén)開(kāi)度控制,設定值由熱源SCADA系統根據換熱站反饋的各點(diǎn)負荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)設定,換熱站SCADA系統根據設定值進(jìn)行PID閉環(huán)調節,實(shí)現自動(dòng)水力平衡。換熱站SCADA系統的構成及主要功能:(1)系統構成(如圖):a.硬件系統由現場(chǎng)數據采集一次儀表、PLC、觸摸屏、一網(wǎng)水力平衡調節閥或變頻泵(變頻器+泵)、氣候補償調節閥、通訊網(wǎng)絡(luò )、二網(wǎng)變頻泵、二網(wǎng)自動(dòng)補水等構成。b.軟件由氣候補償軟件、一網(wǎng)水力平衡調節軟件、數據采集與傳輸軟件、二網(wǎng)水力平衡控制軟件、用戶(hù)數據采集與通訊軟件。
3.2二網(wǎng)平衡實(shí)現。對于老式建筑:二網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡調節的實(shí)現方式與一網(wǎng)不同,區別在于網(wǎng)絡(luò )更復雜,因此需在樓棟末端加裝流量變送器和電動(dòng)調節閥及熱能表(流量信號可取自熱能表),同時(shí)加裝一套數據采集終端,將樓棟供熱數據發(fā)送到對應的換熱站,數據經(jīng)換熱站SCADA系統根據管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型計算,結果發(fā)回到數據終端,其根據指令,對執行機構進(jìn)行閉環(huán)PID調節。該執行終端具有數據濾波和識別功能,當換熱站指令不正常時(shí),維持原有狀態(tài),保證可靠供熱,同時(shí)將異常數據及位置信息通過(guò)換熱站SCADA反饋到車(chē)間操作室,進(jìn)行記錄及報警并進(jìn)行人工判斷,操作員可以將其設成手動(dòng)模式強制執行指令,也可設置成自動(dòng)模式,進(jìn)行正常調節。
對新建筑而言,在進(jìn)行戶(hù)計量和戶(hù)平衡的同時(shí),在棟前進(jìn)行壓力調控,而不在以流量調控為主,無(wú)論用戶(hù)負荷如何變化,確保高端用戶(hù)達到按需供熱目的。當由于管網(wǎng)的管阻較大,即使末端的電動(dòng)調節閥全部打開(kāi)也不能滿(mǎn)足供熱需求,在該種情況下,控制系統通過(guò)監測的數據可以識別出來(lái),通過(guò)計算后調節二網(wǎng)循環(huán)泵的變頻頻率,增加二網(wǎng)壓頭,使末端壓頭達到要求,使用戶(hù)獲得所需的熱量。但常規情況下,由于前端的壓力調節,使前端壓力損失降低,可以確保末端壓力,且與調節前相比,總壓頭會(huì )下降,實(shí)現平衡調節節能。
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