計量供熱系統熱力入口控制方式的研究

高長亞（棗莊市熱力總公司,山東　棗莊　277100）

計量供熱系統熱力入口控制方式的研究

高長亞
（棗莊市熱力總公司,山東棗莊277100）

摘要：計量供熱技術符合我國經濟發展規律，可以給人們帶來巨大的社會效益與經濟效果，供熱系統實現計量供熱已經勢在必行。本文利用計算機模擬得出計量供熱系統調節工況，進而研究供熱系統熱力入口的控制方式。

關鍵詞：計量供熱;熱力入口控制;控制方式

1　引言

在我國的供熱行業里，計量收費將取代按面積收取供熱費，是未來發展的必然趨勢，實行計量收費是以室內供暖系統可以把戶室進行劃分再分別進行控制為基礎，這就必須改造傳統室內上供下回的單管順流式供熱方式。利用單管順流方式供熱存有一個跨越式的系統，跨越式系統是在順流式系統的散熱器前供水水管與回水水管間增加跨越管，散熱器上裝設恒溫閥，利用熱分配表計熱用量。每組散熱器安裝恒溫閥以后，因為恒溫閥技術性能與用戶行為條件，流經散熱器流量會不斷發生變化，要解決該問題，必須在每棟樓熱力入口位置增加壓差控制閥或流量控制閥，控制裝置的選擇要結合戶內系統流量變化特征來進行。

2　用戶調節給熱力特性帶來的影響

2.1計算機模擬及模擬數學模型

由于進入室內進行測量及調節工作相當的困難，因此，可以通過編寫跨越式系統模擬軟件，利用模擬軟件來模擬不同工況。首先，要先確定計算模擬參數，為讓模擬結果更接近于實際供暖工程，要合理確定計算機模擬模型參數。室內溫度為18攝氏度，供水溫度為85攝氏度，回水溫度則為60攝氏度左右，散熱器進流系數為30%，又因散熱器與旁通管的閉合環路自然循環壓頭較小，幾乎達不到散熱器支路壓力降的2%，所以，將其忽略不計。為方便分析，用戶調節狀態只有關和開兩種。供熱系統熱力入口里含有串聯管路和并聯管路，并聯管路總的阻力數的二次方根倒數可以用并聯管路阻力數二次方根倒數和來表示，串聯管路總阻力數可以運用各串聯管路阻力數和來表示。由于用戶的自調節導致系統水力特征發生變化，就需要運用管道特性方程來進行計算。

2.2計算機的模擬分析

單管跨越式系統可分為異程式系統和同程式兩種系統，為證實計算機模擬切實可行，建立了同程式系統模擬實驗臺，通過比較計算機模擬結果和實驗結果，就能夠考慮計算機模擬可行性。實驗過程中運用壓力表和水銀壓差計測量壓差，運用浮子流量計測量立管和散熱器的流量。進行測試之前先利用重量法矯正浮子流量計，實際測試時利用調整控制閥的開度使系統阻力發生連續不斷的改變，來模擬供暖用戶的自調節，由于供暖系統總流量非常的大，所以，測量立管阻力元件的兩端壓差變化就需運用U型管式水銀壓差計，分析系統總流量的真實變化情況。利用實驗模擬同計算機模擬系統在相同的工況下測試結果比照。通過對比計算機系統和實驗模擬系統在相同調節工況的測試結果可以得出，計算機模擬得出的結果與實驗的結果近乎相同，證明計算機模擬是切實可行的。為分析取暖用戶調節熱力特性和水力特性，制定跨越式系統軟件，并采取熱力入口定壓差、定流量和單根立管定流量控制方式，再進行各種控制方式的比較。

2.3不同控制方式比較

先比較熱力入口的定流量控制和定壓差控制，實際比較結果發現，首先，通過取暖調節用戶數量和相對立管的流量統計，可以體現用戶調節致使立管流量發生的變化；其次，通過熱力入口的定壓差控制可以清晰的得出用戶調節致使立管流量變化很小，即便立管全都關閉，立管流量變化最大也會低于原有流量五分之一；最后，運用的是熱力入口定流量控制。通過觀察實際測量結果，可以得出控制熱力入口定流量情況下，其它立管用戶調節給未調節立管流量帶來的變化很大，這種模擬結果現象最大變化是五分之一。然而實際情況，取暖用戶不會全部進行調節，散熱器也不能都處于關閉狀態，因此，流量變化應該更小，站在工程角度方面分析，可以將未調節立管流量視為不變。因為用戶調節不會給其它立管帶來較大影響，全面考慮經濟因素，最好不在每根立管上裝設流量控制閥。分析結果同時顯示，熱力入口的定壓差和定流量控制方式效果相同，在系統處于定流量的前提下，其它立管用戶調節給未調節立管的流量具有較大影響。如果其它立管用戶都將散熱器關掉，對最遠處立管流量具有影響，可以依次考察系統里含有8根立管、6根立管及4根立管。每根立管均有6個用戶，計算結果如表1所示。

表1　異程式系統未調節立管的流量

可以明顯的看出伴隨系統規模增加，用戶調節給最遠端立管流量產生的影響越明顯，但最大流量的改變仍不會超出原流量的23%。在實際生活當中，用戶必然不會將所有的立管都進行調節，也不可能關掉散熱器，所以，實際流量的變化會低于23%，在工程的角度來分析，用戶調節給其它立管的影響是可以忽略不計。

2.4模擬結論總結

熱力入口定流量控制單管跨越式系統的最大流量變化是23%，由于實際生活中，所有溫控閥不會一起關死，實際系統流量變化會更小，部分用戶調節會使系統流量發生最大7%的變化，因此，站在工程角度看，單管跨越式系統就是準定流量系統。也正因為此，熱力入口的流量控制閥與壓差控制閥控制效果基本相同，考慮實際情況，要全面考慮二級官網整體情況合理確定控制方式。而將壓差控制閥裝在熱力入口，不僅能夠吸收網路壓力波動，還會減弱被控對象支路之間的干擾，所以，應該在熱力入口裝設壓差控制閥。

3　結語

由于我國供熱系統主要是采用集中供熱方式，所以，有必要在我國發展計量供熱技術。計量供熱技術能夠實現室溫可控，熱量計量能夠給采暖收費提供可靠依據，讓用戶清楚的制度自己用熱量，進而結合自身實際情況，合理科學的控制室內溫度，在避免室內溫度過熱過程中，還有效降低采暖費。計量供熱要求供熱部門可以按照用戶需要，利用調節和監控手段根據需要進行供熱，改善供熱品質，提升供熱水平，讓用戶更加滿意，也減少能量消耗，有效降低燃煤量，保護大氣環境。

參考文獻:

[1]李田凱.淺析現有供熱系統的熱計量改造[J].區域供熱,2014(02).

[2]簡進.計量供熱工作相關問題的建議及應對措施[J].煤氣與熱力,2013(04).