雙熱源聯網供熱管網水力特性優化匹配及運行調節

胡昌虎

摘 要：在經濟發展的推動下，人們對生活質量的要求越來越高，室內外空氣環境及質量成為人們衡量生活質量的標準之一。近年來，城鎮供熱事業獲得了前所未有的發展機遇，但在發展的過程中建筑綜合能耗也在與日俱增，熱源集中供熱技術也隨之面臨新的發展機遇和挑戰。

關鍵詞：雙熱源；水力工況；實驗；聯網運行；集中供熱

熱源集中供熱技術的開發和利用其目的主要是為了節約能源、降低成本、提高經濟效益。多熱源聯網的應用，一定程度上實現了節約能源、降低成本、提高經濟效益[1]。因此，其越來越多地被運用于工程實踐中。本文就雙熱源聯網供熱管網水力的特性及運行調節情況進行分析，旨在不斷完善和提高熱源集中供熱技術，減少環境污染，提高人民生活質量。

1.對雙熱源系統管網的具體水力特性進行深入分析和研究

雙熱源系統管網系統其實質就是具有較大復雜性的水力系統在這個復雜的水力系統中，存在于各環路間的水路均是有密切聯系的，各水路的變化狀況均存在不同程度的相互制約和影響。在熱水供暖管網系統中同時存在多個熱用戶及供熱機械設備。這些用戶及機械設備之間也存在密切的連續，只要其中一個熱用戶或者供熱機械設備出現狀態，便會對整個系統造成一定的影響，導致管網中各點的壓力分布就會隨之發生新的分布變化，從而影響整個系統的供熱質量。所以，在雙熱源聯網研究中，對其相應的水力工況調節進行深入研究具有重要價值和意義。

1.1對管網的水力特性進行深入分析和研究

傳統的單熱源管網不存在水力交匯點，而多熱源管網卻存在水力交匯點，這個就是其水力特征的主要特征表現。所謂水力交匯點就是多種壓力的平衡點。在該平衡點兩側的流體壓力基本保持在相等的狀態。水力交匯點的具體位置及數目的確定是進行管網水力特性研究的難點，同時也是重點。

①確定力交匯點的位置。通常情況下，在整個采暖期間，多熱源管網中的水力交匯點位置均是不固定的，其會在一定的范圍內不斷地發生移動。對力交匯點的具體位置一般受管網干線熱負荷分配、熱網阻力數、并聯熱源總管資用壓頭三個因素的影響，由這三個因素共同決定。水力交匯點的位置移動可通過對熱源總管進行調節來實現。水力交匯點位置的移動可造成熱源間各水流量分配情況出現相應的變化。②連通方式及數目的確定。在雙熱源聯網中，其連通的方式和數目才是影響水利交匯點的關鍵因素。本文主要以環形管網為例。在環形管網中，其相應的水力交匯點數目主要由熱網回路數、熱網上連結著的熱源數、分布、容量等多種因素來決定。

2.水力工況調節簡介

在復雜的熱水供暖管網系統中，各熱用戶及機械設備出現狀況，將會對整個系統的熱水供暖情況造成影響，造成某些用戶的供水過冷、某些用戶的供水過熱情況的出現。由此可見，在整個供熱系統中，影響系統運行效率及質量的關鍵因素主要為水力工況調節。工況調節內容主要包括熱力工況調節、水力工況調節。水力工況調節指的是在相應的工況環境及條件下，進行流量調節，實現系統流量的平衡狀態。

通常情況下，在供熱系統中，其調節主要分為質調節、量調節、分階段改變流量的質調節、間歇調節等諸多種調節方式。根據供熱系統的具體運行工況，正確選用相應的運行調節方式是有效保證整個系統的供暖質量及降低能源消耗的關鍵環節之一。應用質調節方式，水力工況較為穩定，且運行管理簡便，同時可有效減少熱能消耗。但其在運行過程中的循環流量一直保持在最大值狀態，因此電能消耗較多。量調節方式應用于工況運行中時，其供水的溫度具有較好穩定性，但水泵流量易受會到室外溫度的影響，進而影響到用戶室內的熱量。

2.1水力工況調節模型的建立

進行水力工況調節時，必須要遵循以下三個定律：①基爾霍夫流量定律，即在任何一個集中供熱系統中，流出、入某個節點的所有流量，其代數和均為0。②在任何一個集中供熱系統中，任何一個回路中，存在于各各管段中的壓降代數和均為0，即為基爾霍夫壓力定律。如果回路流量為用戶管段流量，那么，跟用戶管段流量反向的為負，同向的為正。③當流體從系統中任何管段中流過時，可應用伯努利方程式將出管段斷面間的能量方程式列出，求出相應的值數，即為伯努利方程。

2.2管網系統中的水力工況調節分析

促進系統中各各用戶的實際流量使用得到最大限度地滿足，滿足各用戶的暖水供應需求，是管網系統中進行水力工況調節的主要目的[2]。管網系統水力工況調節具體分為初調節。運行中調節兩個內容。一般情況下，在供熱系統運行之前進行相應的初調節。進行初調節的目的主要為實現多個用戶間流量的優化配置，促進設計流量與實際應用流量保持一致，更好的滿足用戶實際流量需求。量分配不均是系統中普遍存在的問題，通過進行有效的初調節，可有效的對這一問題進行解決，同時也有效解決了冷熱不均問題。所以，初調節其實質上也就是，對流量進行有效調節的方式。在供熱系統中，流量的運行調節即為在室外溫度對室內熱負荷造成嚴重影響的情況下，并隨著室外溫度的變化而放生相應變化時，為了實現良好的室內供熱質量，而通過某種方式對系統流量進行適當的調節，以實現室內內熱負荷保持在合理的范圍內。

在供熱系統中，具體的運行工況主要包含事故、調節、設計3種工況。事故工況指的是，為滿足用戶具體流量需求，在事故狀態下進行的工況。調節工況指得是，在相應的室外溫度條件下，按照相應的調節方式進行工況設計操作。設計工況即為在相應的設計室外溫度環境下，根據系統中具體的流量變化情況、具體設計負荷標準等進行的工況設計操作。在水力工況的具體調節過程中，主要包括確定實際工況、步驟：確定實際工況、計算設計工況兩個步驟。一般情況下，可以不對供熱系統中的供、回水干管進行調節，僅需要對熱用戶入口處的相關閥門進行適當調節即可完成整個設計工況的計算過程。

3.結束語

隨著環境污染程度的不斷加深，，開發和研究節約能力、減少污染、降低成本的供熱技術及方式日益成為各國關注的話題。現在階段，集中供熱為我國應用最為廣泛的采暖方式，集中供熱是一種有效節約能源，可有效降低環境污染，保證供水質量，因此，應不斷加強對其技術進行深入研究。

參考文獻：

[1]黃文，管昌生.供熱系統優化方法研究[J].國外建材科技，2012，8（35）：188-199.

[2]寇群，余寶法.多熱源環形熱網的自動控制[J].區域供熱，2012，12（31）：581-582.endprint