多熱源供熱系統熱源平衡分配技術及應用

李敏

(新疆華電喀什熱電有限責任公司，新疆 喀什　844000)

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多熱源供熱系統熱源平衡分配技術及應用

李敏

(新疆華電喀什熱電有限責任公司，新疆 喀什844000)

為平衡熱網中每個換熱站的用熱量，提出了多熱源供熱系統熱源平衡分配技術，介紹了該技術的總體思路及關鍵技術。多熱源供熱系統熱源平衡分配技術應用后，整個熱網的水力平衡得到較大提高，提高了供熱品質，減少了人力維護，有效避免了管網破裂、泄漏事故。

多熱源供熱系統；熱網；平衡；壓力；流量

0　引言

城市供熱是北方城市居民生活的基本條件，是一項重要的民生工程，事關千家萬戶的利益。由于我國供熱區域龐大，能源消耗量也十分大，導致環境污染問題突出。大熱網系統的供熱平衡調節主要由人工根據指示進行調整，調節量無法控制且各單站內并非同時調節，局部調整不同步，會導致熱網壓力波動大，很難實現平衡用熱，想要降低能耗和減少補水量難度很大。同時，城市供熱面積大，管線曲折且長度很長，供熱時為了平衡前、末端的換熱站用能量，大都采取增加一次循環泵的流量和揚程等措施，導致壓力、流量增大。管道壓力增加造成高溫水泄漏量增大而需要補水，而補進的冷水又需要鍋爐加熱，造成燃料浪費。

1　總體技術思路及關鍵技術

1.1總體技術思路

多熱源供熱系統熱源平衡分配技術的總體技術思路是采用實時、可調節流量的控制方式來平衡熱網中每個換熱站的用熱量。應用先進的現場控制技術，采用壓力、流量聯合控制的模式，通過網絡通信方式，實現整個熱網系統的平衡用熱[1]，減少因壓力變化過大造成的能源浪費和水資源浪費，并改善用戶的供熱效果，提供供熱效率，進而達到降低能源消耗和減少補水量的目的。

采用多熱源供熱系統熱源平衡分配技術，通過電子控制、信號采集、流量調節等技術，保證大型熱網，尤其是多熱源供熱系統熱網的熱源利用平衡[1]，使得熱源輸出變得更加容易，效率更高，避免平衡失調造成浪費，為提高供熱品質和能源利用率起到良好的示范效應，為節約能源、保護環境做出巨大貢獻，具有良好的社會、經濟、環境效益。

1.2關鍵技術

多熱源供熱系統熱源平衡分配技術中的關鍵技術是流量控制，所謂的流量控制不是簡單地對流量進行控制，而是融合了氣候補償控制技術對流量進行綜合控制，實現按需取熱的目的，最大限度地節約能源。

該技術在熱網監控系統的基礎上建立了一個水壓模型，顯示熱網系統理論水壓圖，同時還將實際采集的壓力數值在水壓模型圖上并行顯示，供管理人員比較，使整個熱網系統的壓力一目了然。

通過檢測熱網系統中各站點的實時壓力數據，及時了解系統中壓力的變化情況，當補水量增大疑似漏水時，可根據壓力系統圖的變化判斷出大概的漏水線路，為盡快找到漏點提供指導。通過平衡流量分配，可以避免系統中壓力失調；通過平衡系統，能保證供熱系統在合理的設定值范圍內平穩運行，減少燃料消耗量和補水量。

多熱源供熱系統熱源平衡分配技術能將各站內平衡控制系統采集的壓力信號、流量信號上傳到熱網監控中心，中心能方便地進行系統查看，熱網系統水壓圖、流量圖對比以及數據的存儲、統計、查詢和打印，便于管理人員實時了解熱網數據并查詢、分析歷史數據[2]。

多熱源供熱系統熱源平衡分配技術應用于大面積供熱管線中各個站點的熱源平衡控制，主要是平衡管網水系統的壓力和流量，節約燃料并減少因高溫水泄漏造成的能源浪費和水資源浪費。多熱源供熱系統熱源平衡分配系統主要由監控中心、各換熱站內的熱源平衡控制系統、壓力傳感器、流量計以及通信設備組成，既可現場進行控制，也可進行遠程監視和控制，保證供熱管網中壓力平衡、流量均衡，避免由于管網的前、末端壓差過大而造成供熱不均衡。

該技術通過構建一個熱網系統的水力系統圖，使到達各熱力站的一次熱源壓力均維持在一個設定的范圍內，形成一個可視的水壓變化圖和流量分配圖，通過對比設定值與實際采集的數值，判斷熱網系統的水壓平衡和流量分配的合理性。熱網系統中，每座換熱站內的熱網平衡控制系統將采集的壓力信號、流量值與設定值進行對比，當采集流量出現偏差時，控制系統自動調節電動調節閥的開度，將進入換熱站內的流量控制在設定的范圍內。控制系統還采集二次熱網系統的供水溫度和室外溫度，采用氣候補償技術作為流量調節的輔助控制，將設定的室外溫度和二次供水溫度的補償曲線作為系統控制的理論依據：當控制系統采集的二次供水溫度超出設定值時，減小一次熱網的流量；當二次供水溫度低于設定值時，則增加一次熱網的流量；但當一次熱網流量超出設定流量的上限時，系統則報警并反饋至監控中心[3]。

站內的平衡控制系統將采集的一次網熱源的壓力信號與設定值進行比較，繪制差值圖形并反饋給監控中心，以便管理人員實時了解整個熱網的壓力分布情況，決定是否采取調整措施來維持整個熱網系統的水壓平衡。

2　實施后的效果

多熱源供熱系統熱源平衡分配技術在喀什市熱網系統應用后，整個熱網的水力平衡得到較大提高，減少了大量的人力維護，提高了供熱品質，減少了管網破裂、泄漏事故。通過智能化熱源平衡控制系統的監控功能，還可以實現整個熱網的在線實時監測，及時了解整個熱網的壓力變化，全面控制整個熱網的運行情況：監視熱網最不利點的壓差，提供熱源調節處理熱網變化的依據；熱網出現泄漏事故，可在第一時間通過系統發現故障，減小事故停暖面積，縮短事故處理時間。多熱源供熱系統熱源平衡分配技術的投運，優化了熱網運行方式，有效提高了供熱質量。項目實施后，2014—2015年采暖期換熱站單位面積電耗減少1.87×10-3(kW·h)/d，節約電量2.519 5 GW·h，折合標準煤1 017.88 t，按電價0.44 元/(kW·h)計算，節約電費110.85萬元；采暖期熱指標同比降低5.24 W/m2，供熱量減少627.1 TJ，節約標準煤2.14萬t，節約749萬元。該技術應用后，共計節約成本859.85萬元，既響應了加快建設節約型社會的要求，又符合國家環保政策，同時還對提升供熱企業經濟效益、保障可持續性發展有著十分重要的指導作用。

3　結束語

集中供熱是一項重要的民生工程，供熱質量直接影響居民的生活質量，通過對熱網系統進行多熱源供熱系統熱源平衡分配技術改造，使整個熱網系統水力平衡得到了極大改善，降低了管網壓力，減少了管網破裂泄漏事故，有效減少了熱損失，達到了節能減排和減員增效的目的，對改善民生、提高供熱質量、提高供熱企業效益等有著重要的意義。

[1]石兆玉.供熱系統調節與控制[M].北京：清華大學出版社，1994.

[2]西亞庚，楊偉成.熱水供暖技術[M].北京：中國建筑工業出版社，1995.

[3]孫長玉，袁軍.供熱運行管理與節能技術[M].北京：機械工業出版社，2008.

(本文責編：劉芳)

2016-03-02；

2016-06-08

TU 995

B

1674-1951(2016)06-0049-02

李敏(1979—)，男，甘肅武威人，副總經濟師，工程師，從事企業經營管理和熱動方面的工作(E-mail:37564676@qq.com)。