城市集中供热系统的二级网水力平衡调节分析

城市集中供热系统的二级网水力平衡调节分析

葛龙宇

乌鲁木齐华源热力股份有限公司     新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830013

摘要：目前，一些研究者利用仿真技术进行了建模和仿真供热管网系统的研究，确定了阀门的实际开度，并实时调节和控制水平衡。对用户水力失调的有效控制证明了建模方法的可靠性。为了在供热系统的主要部件中产生水力失调，需要考虑两个不同的方面，即区域集中供热和庭院网调节设定。以下详细说明如何在供热系统中执行管网的水力平衡调节，供暖系统的水力平衡直接影响供暖系统的整体效率，是节能运行的基础。

关键词：集中供热；二级网；水力平衡；调节

一、城市集中供热系统

集中供热始于1877年，第一个地区性锅炉房将在纽约洛克波建造，以保持14户供热。1880年用往复式蒸汽机，二十世纪初，一些国家发展了燃煤电厂，并采用了热电联产，用蒸汽轮机或排汽加热，然后用内燃机和燃气轮机。二战后，苏联、德国和一些东欧国家的集中供暖发展迅速。1973年以来，越来越多的国家不断增加的能源短缺和燃料价格集中于供热，以节省能源和改善环境。在苏联，70%热量来自集中供热系统，而在丹麦，超过三分之一的建筑由集中供热系统提供。20世纪50年代以来，中国城市在集中供热方面取得了很大进步，然后在长春、吉林和北京等城市热电站建立，为周边工厂、工人住宅和城市办公楼提供生产和供热。1983年，全国共有17个城市运行了集中供热。北京是世界上最大的供热城市之一，热电站有两个和一个锅炉房，生产和供暖约90个工厂和800万米的大型民用建筑。集中供热有许多优点，第一，它可以提高能效，节约能源。大型凝汽式效率通常超过40%，而热电联产系统的总热效率约为85%。小型分散式锅炉热效率仅为50-60%，大型区域锅炉热效率为80-90%。第二，通过使用热电站和区域锅炉房，可以安装高质量的烟囱和高效的空气净化装置，以减少空气污染，方便当地获得低质量的燃料和废物。第三，集中供热可以释放大量分散在城市中的锅炉房的占地，减少该地区司炉人口，减少燃料和灰渣，消除这些运输中灰尘颗粒的分布，大幅降低运营成本，减少劳动力，从而改善城市和环境的健康状况。通过集中供热模型的简单科学也可以提高供热质量。

二、调节方法简介

采用环境温度计+超声波流量计调节二级网水力平衡。通过从超声波计算得到的支路流量中确定环境温度，调整阀门开口，达到支路流量调节目的，由于用户冷热不均与水不平衡程度有关，有必要确定二级网水力平衡测量值，并引入平均水力失调度和离散度概念。

1.调节参数选择。水力平衡调节最终目标是将用户的室温降低到较低的值，而直接使用室温作为目标是不确定的。因此，有必要找另一个目标来取代室温。分析表明，调节面积流量、回水温和供热量是主要目标。调节的最终目标是这些因素与室温之间的约束的面积流量。对于无法测量流量的分支管路，将使用回水温度进行修正。调节原理:流量控制回水温为辅。

2.调节程序和程序。方法，流量系数法在控制器上的应用，每个分支根据加热端类型和建筑物形状等因素确定目标区域的单位消耗量，即目标流速是从加热面计算出来的。通过使用转换系数修正计算的目标流，然后更改目标流和测量的流量之间的差值顺序，减少了分支之间的耦合，这最终会导致特定流量接近或达到流量的目标值。调节步骤:制定站供热平面图；掌握供热系统的初始条件；计算每个分支机构的目标流量；将目标流量与过渡系数匹配，并根据调整后的目标流量与测量的流量值之间的差异创建故障排除表；根据调整表执行初调节流量；根据初调节描述的配置测量每个分支的流量；测量流量和目标流量，如果偏差较小，则会进行局部修正。当偏差较高时，重复步骤，直到水力失调度±0.1和离散度0.15小于。

三、二网智能平衡云平台实施进度情况

1.云平台的结构和功能概述。二网智能平衡平台包括七个核心功能，部署在七个功能模块中：数据概览、实时监控、数据搜索、报警管理、硬件操作、系统管理和供暖成本核算。所有功能目前都可以在线使用，每个功能的当前使用说明如下：（1）数据总览：该功能于2020年11月投入运行，目前运行正常。它可以快速、全面地评估一家公司所有建筑的供暖质量，并快速分析不同建筑的水平衡、供暖质量和总能耗。（2）实时监控功能：该功能包括对建筑物的实时监控和对用户的实时监控。该功能可以实时在线监测2116个热量表，并在线显示建筑物内每个热量表的流量、热量和温度数据；实时用户监控功能于2021年4月启动，共有41021名用户在线参与测试运行；C6家庭数量为18907户参与测试运行；新并网用户100%上线测试，实现了用户数据和回水温度的实时监测，客户数据的实时显示，供热质量的及时反馈。（3）数据查询功能：于2020年11月投入运行，目前运行正常。使用此功能，可以随时查看存储数据的历史记录，并导出随时使用的数据备份。目前，已经提供了准确的历史数据来分析二网平衡的采暖期4次。通过分析结果，可以评论二网的工作，并支持二网平衡调整。及时修改备份计划中的操作说明。（4）报警控制功能：该功能于2020年11月投入运行，目前运行正常，它用于及时通知设备数据异常和通信故障。该功能使维护人员能够了解设备故障的位置、名称和类型，从而能够及时维护设备，降低故障率。（5）维护功能：该功能于2020年11月投入运行，目前运行正常。它可以存储来自架构热计数器和数据采集柜的故障记录，根据架构或用户属性过滤设备，并快速计算具有相同属性的设备的信息。供热成本计算功能：该功能已实现，将于2021年6月测试。它已经通过测试，可以使用了。该功能允许用户根据热量消耗支付热量账单，并直接生成成本账单。（6）系统管理功能：于2020年11月上线，目前运行正常。平台中包含的设备信息是完整的。此功能的主要功能是编辑和修改建筑和设备信息。维修部门可以及时更换加热区域，管理者可以修改设备的基本设置，以确保不同类型信息和信息规则的完整性。

2.实施进度。云平台是大数据管理的重要载体，到目前为止，第一阶段的设备安装已经完成。云平台系统于2020年11月上线，目前已完成各项功能稳定性测试。该平台管理2116个热区热量表，面积840万平方米，在线测试率超过95%。它允许您监控流量、热量和温度数据，并收集和下载建筑温度计。2020年至2021供热期间，公司拥有168台换热器和356套系统，并利用云计算平台分析了四个系列120小时换热器的能耗和245套公司系统的能耗，从而能够快速准确地维护工厂二次管道系统的水力平衡。为规划生产区的运行参数提供数据，有效解决二次网楼栋建筑物之间的热、冷不平衡问题。

在不同建筑改造之前，不同类型的供暖终端和不同形式的供暖系统在供暖期间没有调整二级网水力平衡，导致二级网出现非常严重的水力失调。经过对水平失调调整，取得了显著的改善，并取得了令人满意的实际效果。本文中提到水力平衡调整只能改善不同分支之间的水平偏差。对于具有相同分支的加热系统，必须使用其他科学方法来调整垂直户内失调。

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