区域供热系统水力平衡与稳定性分析

王智金

邢台市热力公司 河北邢台 054000

随着城市的不断发展，集中供热具有减少大气污染、节省能源、提高供热质量、低噪音不扰民、自动化程度高、设备故障率低的优势而得到广泛应用。但在实际生产运行中，仍然会存在水力失衡影响系统运行稳定性。本文通过对冬季供热运行中对水力失衡问题进行分析，并提出了应对措施，对提高供热系统的运行稳定性具有一定的借鉴意义。

1 供热系统稳定性及水力平衡定义

1.1 热力工况、水力工况的定义及关系

研究供热系统供热量、温度等参数的分布状况称为热力工况。研究供热系统压力、流量等参数的分布状况称为水力工况。在热力工况的研究中，热用户室内温度的分布状况的分析尤为重要，室内实际温度是否达到设计温度直接关系到供热效果的好坏[1]。

tn——热用户室内温度；

tg——供热系统的供水温度；

tw——室外温度；

Ws——表示系统循环流量大小的热当量，KJ/h。

Gs——系统循环流量，kg/h；

Cs——热媒（水）的比热，KJ/kg；

qv——建筑物在室内外温差为1度时的热耗失量；s

ε ——散热器换热的有效系数。

通过公式1.1及1.2可知，在特定的供热系统里，在相同的运行条件下，供热系统的热力工况完全决定于水力工况。凡是室温过低的，都是进入散热器的循环流量远小于设计流量造成的。

1.2 热力工况与水力工况的稳定性

在冬季运行中，当热源供热量满足热用户热负荷时，各热用户室温皆为设计室温时，称为热力工况稳定，否则，为热力工况失调。热力工况稳定性常用热力工况失调度表示，其值为实际室温与设计室温的比值表示：

当Xa＞1，表示室温过热；当Xa＜1，表示室温过冷；供热系统存在冷热不均的热力失衡现象。

2 集中供热生产运行思路及优化措施

集中供热系统的水力失调问题的解决办法更加广泛、多样，除了在集中供热管网系统设计阶段进行强化，将集中供热管网系统出现水力失调现象列为设计的前提外，供热企业常用的做法是对换热站所辖小区进行平衡改造。公司热力管网中使用的调节阀主要是静态调节阀类型。具体来说，静态调节阀在水力平衡中起着基础性的调节作用，其工作原理是通过人工操作对管道内阻力的调节，平衡管网中的阻力。

2.1 生产运行实际工作注意事项

随着人民生活水平提高，对供暖室内热舒适度的要求不断提高，而近年来提倡节能减排工作，又对集中供热管网在保证热用户热舒适度要求的同时尽量节能运行提出了更高要求[2]。供热质量、运行调控、入户服务等工作要以结果为导向，结果就是保证终端用户的室温达标、均衡、恒定。下面就室温达标、均衡、恒定这三方面进行分析：

一是以室温达标为前提。室温达标是供热服务最基本的要求。无疑，现供热向智能化、智慧化高水平发展。但是，有个前提必须要廓清：用户室温达标是最低要求。如果温度不达标，一切都将无从谈起。这是最基本、最朴素的道理。二是以管网平衡为关键。室温均衡是水力平衡的重要体现。反映的是庭院管网流量分配是否均衡的问题，各用户之间是否达到热平衡的问题。管网平衡直接影响管网的经济运行和精细化调节。三是以室温恒定为目标。室温恒定反映的是调控的及时性及精确性问题。智慧热网平台将供热工况、故障公告、用户室温进行了有机的结合，系统提供的各项数据实时、快捷、准确，使热网的调控更具科学性、准确性和灵活性。

室温达标、均衡、恒定三者之间是相互依托、相互制约的关系。室温达标但不均衡，各用户之间因获得感不同引起的纠纷、投诉不可避免；同时为保证最不利点用户室温，热力站各项调控措施必然出现调控不及时、精确度差的问题，加大室温两极分化趋势，能源浪费问题突出。室温均衡但不恒定，室温忽高忽低不仅影响舒适感、服务质量下降，还会极大的增加管网运行安全隐患。

2.2 生产运行优化措施

通过服务前置、运行人员提前进入状态、因地制宜、因站施策等方法解决实际工作问题。

往年供热初期，供热报修的电话此起彼伏、维修工单铺天盖地，这些都让生产运行人员应接不暇，各项工作陷入被动局面。针对各项问题，分类型、分区域、分时间进行专项分析。一方面，采取冬病夏治提升保障能力。夏季检修改造根据上一个采暖期运行情况进行综合整理，查找故障隐患，对设备、管网等供热设施进行针对性的维修改造。同时，对供热系统进行保养和维护。另一方面，冷态运行期间通过放气、清理过滤网等提前解决一批问题。这样既降低投诉量，更是避免了问题集中爆发，拉长投诉时间分布，降低问题处理的集中程度。在试水冷运期间各项工作齐头并进，在管网查漏同时兼顾庭院管网平衡调节、排气、排污工作，尤其对问题突出、集中区域主动出击；在暖管、升温阶段时刻关注往年高发、频发区域问题是否得到有效解决。依据实际供热效果、建筑特性、设备管网特性等情况，摸清每个热力站的运行规律，建立数据库，逐步优化运行策略达到适时精确调整。摸清规律，做实数据，为精准供热提供信息保障和数据支撑[3]。

总之，通过平衡调节手段是解决水力失调的有效措施，既达到了节能降耗的目的，又解决了用户的热力失调问题，提高了供热的质量和稳定性。