供熱運行調節及熱網平衡探析

梁昆 張琨

摘要：通過查閱相關資料可知與國外發達國家相比較而言，我國建筑采暖能耗遠遠高于其他國家，這無形中也造成了資源的無故浪費。造成上述現象的原因是多方面的，像建筑墻體隔熱效果不顯著或者供熱系統技術落后等。現針對供熱運行調節與熱網平衡控制方面對供熱節能裝置進行分析。

關鍵詞：供熱運行;調節;熱網平衡

1 供熱調節

1.1 質調節

在熱水網中質調節是最為常用的一種調節方式，它的作用機理是通過水流量的循環流動從而有效調節供水溫度。質調節的優點在于水利工程穩定而且可實現自動化的調節方式，但其也存在一定的不足之處，例如耗電量較大而且近端用戶室內溫度差不協調等。

1.2 量調節

量調節的方式是指通過改變循環水的流量大小來實現調節的方式，供水的溫度一定，它只能夠在熱水網、汽熱網等初級熱網系統中使用。二級熱網之所以不能采用兩調節的原因有兩方面，一方面是二級熱網本身就存在一定缺陷，很難實現熱網平衡;另一方面是當室外溫度升高的時候，網路水流量就會快速地蒸發，會導致室內的供暖系統出現豎向熱力失去調節的現象。但是熱調節也具有節約能源以及電量的優點，另外，量調節還可以降低熱網系統兩末端之間在調節時產生的時間差，因為熱網流量是通過熱網兩端的壓力差改變而在管道中發生改變的，再加之水不能壓縮改變，流通的速度也很快，從而實現及時調節的目的。

1.3 間歇調節

間歇調節可以應用于蒸汽熱網，也能應用于熱水熱網系統中，它在調節的過程中起到一定的幫助作用。通常是縮短供熱的時長而不需要調節熱網上的循環水量和調節水溫，間歇調節協助別的運行調節方式一起作用，相互配合進行調節，它的使用時間一般是在初期或者末期，室外溫度較高的時候。有很多鍋爐提供熱量的時候，讓循環水泵一直運行，在特定的時間段內縮減鍋爐的運行臺數，也就是循環水泵不改變而增加鍋爐的臺數。全天持續供暖的運行方式一般在寒冷時期效果更為顯著。

1.4 質量并調

質量并調的含義是依據室外的溫度，通過調節循環流量以及調節供水的溫度實現供熱系統的運行。一般而言，一個完整的供熱系統在一定的室外溫度之中，依據供熱系統的特征，要相應地設置與之對應的循環流量及適宜的溫度，來保證最大的供熱效果。因此，將循環流量及供水溫度進行最適當的結合才能實現供熱系統最好的效果。

2 熱網的平衡技術及產品

目前國內熱網平衡技術產品主要有以下幾種：

2.1 手動調節閥或普通關斷閥門

調節時，每調節任一用戶閥門，由于并聯用戶間的相互耦合作用，全網總流量、各用戶流量及分配比例均發生改變，產生振蕩。熱網平衡后，各閥門開度固定不變，阻力系數不變，可進行恒定流量的質調節運行，也可進行變流量（含質量并調）調節運行。

2.2 平衡閥

結構同手動調節閥基本相同，也為單一的手動調節孔板，只是在本閥進出口各有一測壓孔。調節時，也存在著各用戶間流量的相互耦合作用，但調節時要求邊調節邊測壓，測壓數據通過專用的儀器及軟件來處理，計算出各閥門的開度，來調節全網各用戶閥門。操作復雜，且需專用儀器設備和專業技術人員，故應用不多，安裝條件要求不高，可用于一、二級網。熱網平衡后，各閥門開度不變，即阻力系數不變，熱網可進行恒流量的質調節運行，也可以采用變流量（含質量并調）調節運行。

2.3 自力式流量控制閥（器）及差壓式流量控制閥

二者結構、原理相近。自力式流量控制閥是由手動孔板、自動孔板、自動調節機構、壓力控制（反饋）管路及流量設定刻度標尺等主要部分構成。其原理根據用戶設計流量，調整手動孔板開度至流量設定刻度標尺數值，閥前后壓差改變時，由壓力控制管路反饋壓差變化信號到自動調節機構，依靠壓差動力使自動調節機構自動調節自動孔板開度，從而維持手動調節孔板前后壓差不變，進而達到恒定流量的目的。可避免熱網各用戶間的相互耦合作用及產生的流量振蕩，各用戶安裝此閥的熱網可一次調節即告平衡。具有操作簡單、方便、快捷、穩定、可靠的特點，無安裝條件要求，價格高于平衡閥，適用于一、二級熱網。安此閥的熱網平衡后，只能采用恒定流量的質調節運行，而不能采用變流量調節運行（含質量并調調節）。

2.4 熱網微機控制平衡技術

國內熱網微機控制系統從控制策略上劃分大體有二種：

一種為熱網上各熱力站單獨控制，換熱站根據測出的室外溫度tw，調整一次側的電動調節閥門，以改變流過水一水熱交換器的一次側水流量。從而使二次側熱交換器出口水溫tg，達到設定值tgset。從原理上講，只要給出合理的室外溫度tw與二次網供水溫度tg之間的關系式，設計好電動調節閥門的調節算法，是能夠使用戶側采暖建筑達到要求的。但從整個熱網看，由于各換熱站與熱網皆為并聯聯接，換熱站之間存在相互的耦合作用，某一個站閥門有動作，其余的換熱站的電動閥門都將隨之動作，總熱網及各站將產生較長時間振蕩現象，尤其是當外溫tw變化較大，熱負荷變化較大，而熱源調整又不及時的時候，這種振蕩會非常嚴重甚至系統不能工作。因安裝條件要求高，造價高，因此只能用于一次網，且由于有上述缺陷，故應用不多。

另一種為熱網上各熱力站采用均勻性調節，對各個熱力站供水閥門的調節是以各個熱力站彼此間供熱效果相同為目標，實行中央控制，即通過計算機網絡將各熱力站的現場控制機連在一起，測量出各熱力站二次網側供回水溫度，計算全網調均勻后的供回水平均溫度值，將此值送到各熱力站作為設定值進行具體的調節。

2.5 雙功能自力式流量控制閥

該產品在保留了自力式流量控制閥的自動調節孔板、自動調節機構、手動調節孔板、壓力控制（反饋）管路、流量設定的刻度標尺等全部結構基礎上，增加了一套鎖閉裝置。打開鎖閉裝置則本閥同自力式流量控制閥功能完全相同——具有恒定流量的功能。關閉鎖閉裝置，則鎖閉了本閥中的自動調節機構，自動調節孔板將不再隨本閥前后壓差變化而自動調節開度，使本閥變成了一個固定開度的閥門（孔板）-具有變流量的功能。且兩種功能切換自如。

3 結語

綜上所述，通過有效解決供熱中水平熱力失調以及縱向熱力失調現象，可增強供暖的成效性，最大限度地降低資源的無故浪費。所以在供熱運行中可根據熱網的等級采取最佳的調節模式，從而提高熱網運行效率，使居民享受到真正的生活品質。

參考文獻：

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[2]蘇偉東.集中計量供熱系統換熱站的運行調節[J].科技風，2014（6）.

[3]石兆玉.供熱系統運行調節與控制[M].清華大學出版社，2012

（作者單位：德州市熱力發展有限公司）