集中供暖热网系统的运行调节研究与实践

刘建国

（新疆医科大学，新疆 乌鲁木齐830011）

集中供热是当前我国城市的冬季取暖基础性设施，随着城市供热面积的不断增大，对整个城市大气污染影响日益严重，供热系统整体的合理性、经济性越来越受到关注，如何采取有效的节能措施提高能源的利用率，降低能源消耗，保证供热系统的可靠性、改善的城市空气质量，是当前城市供热部门重点研究和解决的问题。供热系统供热调节的目的就是根据供暖热负荷随室外温度的改变而对热源的供热量进行调节控制，以便维持供暖建筑物室内所要求的温度。

这些年来，乌鲁木齐市的集中供热规模大幅度增加,但相对发展历史较短，从事供热行业的专业技术人员实践经验不足，在供热运行中出现的成本高，消耗大、调节滞后、供暖质量不平衡、热用户意见大等问题。根据多年的实践，在选择调节的方法时，要因时、因地制宜，灵活选用、交叉应用质调节、量调节、分阶段变流量、间歇调节方法，才可以取得满意的效果。

1 供暖热网的初调节和运行调节

供暖过程中，首先对供热系统进行初调节，然后进行运行调节,初调节就是在供暖初期，解决系统流量不均问题，将用户的运行流量调到较理想状态。运行调节是在整个供暖期间，根据室外温度的变化及其他情况，调节热网平衡，对供热系统的流量和供回水温度系统地进行调节。

1.1 首先是初调节

初调节就是把总流量合理进行分配。根据多年经验，采用简易的过度流量法可以快速进行供热系统的初调节。基本满足供热系统流量合理分配问题。初调节主要解决系统水量分配不均,消除各个热用户冷热不均的现象，解决水力工况的水平失调问题。初调节关键要把握好两条：一是要准确掌握热用户的实际负荷，二是要有必备的检测设备，才能准确掌握热用户的分配流量。

供热系统设计热负荷确定的额定流量，称为理想流量，在调节过程中的流量称为过渡流量。

过度流量法的使用步骤：

（1）对热用户进行编号。

（2）计算出所有楼栋热负荷。

（3）计算理想流量。

（4）过度流量统计。

过度流量法调节开始时，是以热源为基准，由近到远逐个对各支线或热用户进行调节，最近的热用户的过渡流量控制在理想流量的80%～85%；较近的热用户的过渡流量控制在理想流量的85%～90%；较远的热用户的过渡流量控制在理想流量的90%～95%；最远的热用户的过渡流量控制在理想流量的95～100%。

在调节的过程中，过渡流量一般在理想流量值的±20%范围内变动即可。按计算出的理想流量，遵循过渡流量法的规则依次给出各用户的过渡流量，可以得出系统总的理想流量和总的过渡流量,系统的过渡流量达到理想流量的90%左右，即视为达到了系统初调节的需要。在进行初调节的过程中，如出现某个用户即使在某个支线全开的情况下，仍未达到要求的过渡流量,可以暂时不管该用户，按规定的顺序继续调节。等全部调节完毕后，再复查该用户的过渡流量。如果此时的过渡流量与理想流量的偏差值在±20%以内，即视为达到理想状态，如果此时的过渡流量与理想流量的偏差值仍然超过±20% ,要检查该用户或支线是否存在其他问题。采用这种方法进行系统的初调节时，我们要配备便携式超声波流量计。

1.2 运行调节

运行调节是指在供热负荷，因室外气温变化而发生变化，为了满足热负荷的要求实现的系统调节。

为了满足变化的热负荷的要求，即可对系统的运行流量进行调节，也可通过改变系统中介质的温度而保持系统流量不变方式进行的调节。前者称为量调节，后者称为质调节。

（1）系统的质调节。

系统的质调节，只改变热用户的供水温度,而用户的循环水量保持不变。质调节操作简单，只调节水温而不调节流量，因此热力工况比较稳定。因为流量不变，水泵恒速运行，其主要缺点就是耗电量大。

（2）系统的量调节。

量调节是供热源随室外温度的变化进行调节，改变热网的循环流量。量调节的优点是相对省电，但其操作技术较复杂，需要水泵变速运行。但这种调节的主要问题是在系统阻力大、循环流量过小时，系统将发生严重的热力工况垂直失调,导致调节失衡。例如：在调节时经常会遇到私改暖气的用户，把气包移到凉台上或加装了过水热，因弯头增多，加大了系统阻力，造成局部不热的现象。

（3）分阶段改变流量的质调节。

分阶段改变流量的质调节就是在整个供暖期里，根据室外气温的变化将供热系统的流量分为几个变化的阶段，在同一阶段内实行质调节。在室外气温较低的阶段中，保持较大的流量，而在室外温度较高的阶段中，保持较低的流量，在每一个阶段中热网的循环流量保持要相对不变。分阶段改变流量的质调节的方法综合了质调节、量调节的优点，既能较好地避免热力工况的垂直失调，又能够节省电能。当流量减少75%时,水泵电功率减少至42%，在流量减少到60%时，水泵的电功率只有原来的22%，其节电效果是非常明显。

（4）间歇调节。

间歇调节就是在室外气温升高时不改变热网的循环流量和供回水温度，根据当天温度适当减少供暖的时间（一般早晚供）。

热网调节的中心要根据用户的热负荷变化，并依据室外气温的变化程度，适时地对热网进行质调节或量调节及其他调节，以满足热用户室温的需要，节约能量，提高效益。

2 热网调节的其他影响因素

在实际的热网调节中，不但要合理地选择调节方案，还要考虑掌握管道堵塞和调节阀工作特性对调节质量的影响：

2.1 管道堵塞对调节运行的影响

在热网调节时，会遇到一些管道堵塞，阀门开启不灵活等现象，使得热网失调，影响系统水力工况的稳定和平衡，导致供暧的质量下降。造成供热管道发生堵塞的原因，多数是在施工的过程中，把杂物遗留到管道内所致，完工后又不按规范进行冲洗。一般堵塞部位多发生在弯头、三通、变径、阀门、换热器的板片间和过滤器或除污器内，等处。

供热管道发生堵塞，其特征是该用户或该支线的水力工况和热力工况明显差于其他的用户和支路，该支路或用户的供回水管压差成倍大于其它支路。在正常的运行状态下，板式换热器的压力降在0.05-0.08Mpa 之间，如果发生堵塞，压力降会增加约0.2-0.3Mpa。对于过滤器或除污器发生堵塞现象，其进出口的压力降值会接近或大于0.1Mpa。

2.2 调节阀性能对调节性能的影响

阀门是调节热网的重要工具，调节阀门结构和质量直接影响调节的正常运行。充分了解各类阀门的调节特性，才能做到合理选择调节阀，按流量特性的不同，阀门分为线性流量特性、等百分比流量特性和快开流量特性，抛物线特性调节阀四种。如图所示。

调节阀结构和流量特性曲线

（1）线性流量特性（曲线1）的特点是流量增加百分比和调节阀开度增加的百分比相同。也就是说,在小开度下流量的变化大，在大开度下流量的变化小，调节性能不灵敏。小开度时其流量相对变化值大，这时灵敏度过高，控制作用强，易产生振荡。

（2）等百分比流量特性（曲线2）的特点是流量的变化量相对开度的变化量成直线关系。不管调节阀在什么开度下，流量调节的变化量都相等。这种调节阀的调节性能要优于线性流量特性的调节阀。即在小开度下流量的调节量就小，大开度下流量的调节量就大，应优先使用。

（3）快开流量特性（曲线3）的特点是在比较小的开度下，流量已经达到相当大的值或最大值，其调节性表现得很差。

（4）抛物线流量特性（曲线4）介于线性流量特性与等百分比流量特性之间，主要用于三通控制阀及其他特殊场合。

通过以上分析，选择合适的调节阀，将直接影响调节的准确性。快开流量特性阀，仅起关断作用不宜参与调节。根据情况选择等百分比，抛物线、线形流量特性阀门才可以达到好的流量调节性能。

3 结论

在供热运行中，要充分根据热网的规模，系统的连接方式，采用科学合理的供暖方案和灵活有效的运行调节措施，就可以提高能源的利用率，降低能源消耗，保证供热系统的可靠性，改善供热质量