集中供热系统节能控制改造
摘要:当前,供热进技术集中在一些北欧国家当中,本文在进行
消化吸收北欧的先进的供热技术的基础上，考虑到我国的国情提出了一种能与我国目前供热现状相适应的自控模型,即在集中供热系统中，采用二次水供水温度自控、二次水循环泵变频调速等措施，进行节能技术方法的改造。
初步解决了我国供热系统在如何确定其最不利环路及计算最不利环路压差设定值的问题。
关键词：集中供热；自控；节能
abstract: at present, advanced technology can focus on some of the nordic countries, this article the digestion and absorption of advanced heating technology of northern europe, on the basis of the situation of our country is put forward to consider a can in our country at present situation and heating to adapt the control model, that is, in the central heating systems, the second water supply temperature control, secondary pump water cycle variable frequency speed regulation and other measures, energy conservation technology transformation. preliminary solved heating system in how to determine the most unfavorable loop and calculating the most unfavorable loop differential pressure of the set value.
key words: the central heating; automatic control;
adjustment
中图分类号：te08 文献标识码：a 文章编号：
1前言: 承德市隆化县于2007年建了一座集中供热锅炉房，生产高温热水送到热交换站。
由于实际热负荷小于设计热负荷和热负荷随气温变化较大，就要求根据供热系统实际所需要的热量及时调节供热量。
供热系统的调节主要分为质调节和量调节，已有许多研究。
在流量的均匀调节中，流量平衡阀得到了越来越多的应用。
我们对热交换站进行技术改造，设计了二次水系统的供热自控系统，对热交换站进行二次水供水温度自控、二次水循环量自控、二次管网水力平衡控制和部分建筑的供水温度分时自控。
2自控系统组成及工作原理
2.1二次水供热系统自控系统
由二次水供水温度自控系统、二次水循环量自控系统、二次管网水力平衡控制系统和部分建筑的供水温度分时自控系统组成。
二次供水温度自控系统由于热用户均没有室温调节装置，为了作到既经济运行又保证供热质量，采用了如图所示的二次供水温度自控系统对供热工况进行质调节。
（1）采用三通阀调节进入热交换器的一次水量，从而控制二次供水温度。
由于一次系统中没有水力工况自动调节装置。
为了在进行二次供水温度自控时既不破坏一次系统的水力工况，也不用增加一次水力工况自动调节装置，采用三通阀而不是两通阀进行二次供水温度自控。
（2）增加气候补偿功能，采用自动随动控制系统而不是定值控制系统（需要人工按供暖工艺修改控制给定值）完成二次供水温度自控。
二次供水温度按照供暖工艺随室外温度自动改变。
（3）采用约束控制完成二次供水温度自控。
为保证供暖的安全性和经济性，另外增加了一次回水最高温度限制、电动调节阀最小开度限制和一次回水与二次回水温差限制2个约束条件。
一次回水最高温度限制可以避免因二次回水温度过高导致的从一次网超量
取水，并使热交换器保持较好的换热效率。
电动调节阀最小开度限制可以在二次供水温度传感器断路时，使二次供水温度不至于过低。
当二次供水温度传感器短路时，一次回水与二次回水温差限制和一次回水最高温度限制可以使二次供水温度不至于过高。
2.2二次水循环量自控系统
目前在热交换站普遍存在二次循环量过大的情况。
二次循环量过大一方面直接造成电能的浪费，同时还使得二次回水温度过高。
二次回水温度过高直接导致对靠近回水侧的热用户供热过量，造成热能浪费。
同时二次回水温度过高还使得热交换器换热效率下降，为维持所需的二次供水温度必须从一次网上索取更大的水量，破坏一次网的水力平衡。
为杜绝二次水系统大流量、低温差的运行方式，实现既经济运行又保证供热质量，并在满负荷后实现质调节与量调节的综合调节，对二次循环泵采用变频调速技术进行改造，并配置了相应的二次水循环量自控系统，根据气候和二次回水温度对循环泵的转速进行自动调节，从而自动地调节二次水循环量，使二次回
水温度按照供热工艺的要求自动随室外温度变化。
2.3二次管网水力平衡控制系统
在采用二次水循环量自控以后，如果不采取有效的措施，二次系统水力工况将不平衡从而影响供热质量。
为解决二次系统水力工况的不平衡，减少进行平衡调节的工作量，并考虑到今后的发展和尽可能节约经费，在靠近热交换站的二次系统的一些支路上安装了流量平衡阀。
2.4部分建筑供水温度分时自控系统
为进一步节能，对商场、学校等部分热用户采用了如图所示的供水温度分时自控系统。
控制器在晚上下班前半小时自动启动混水泵，在第二天早晨上班前一小时自动停止混水泵。
在混水泵运行时，自动调节电动调节阀的开度，改变从二次网上的取水量，将建筑的供水温度控制在700c。
在混水泵不运行时，自动调节电动调节阀保持最大开度，建筑的供水温度就是系统的二次供水温度。
换站进行比较，有下述效果。
(1)节能效果明显。
在同一供暖期中，集中供热锅炉的单位供热面积的煤耗有明显的下降。
（2）二次水循环泵节电效果明显。
采用自控后，热交换站的循环泵电耗比上一个供暖期下降了，热交换站的循环泵电耗比上一个供暖期下降了。
（3）二次网水力工况有明显的改善。
采用自控后，同一个二次系统中不同支路的回水温差减小，基本趋于一致，说明二次水的流
量分配基本合理，避免了供暖不平衡现象。
（4）热力工况有较明显的改善。
采用自控后，实际供水温度和工艺要求的基本一致，实际回水温度保持在工艺要求的范围内，从而避免了因人工调节不及时造成的供热不足和供热过量。
（5）减轻了运行人员劳动强度，提高了管理水平和供热可靠性，使站内的跑、冒、滴、漏现象大为减少，事故隐患被排除，设备的完好状况得到改善。
3最不利环路的确定
对于单一热源的供热系统，理论上讲，好的设计或好的初凋节之后是不存在最不利环路的。
运行过程中若管网不出现堵漏事故时．供热系统的最不利环路是不变的。
但我国的供热系统设计平衡不很理想，施工后由于各种原因又会使不平衡加剧，初调节又不能完全消除不平衡，运行过程中经常会发生堵漏，因此最不利环路是客观存在的，而且运行过程中还可能发生变化。
对于多热源联网运行的供热系统，运行过程中，水力汇交点的变化会引起最不利环路的变动。
而最不利环路的运行工况代表了全网的运行工况，只有保证最不利环路的运行工况才能保证全网的运行。
而且以最不利环路的运行工况作为对热源调度的依据是保证全网运行效果的最经济
的方法。
对于北欧国家广泛采用的集散式的热网自控系统，以出口水温为控制目标来判定最不利环路。
因此有3个参数可以反映出该热力站在全网中的有利与否。
即二次供水温度与其设定值的比值、阀门相对开度和相对流量。
单一指标不能含盖所有可能发生的情
况，为了保险和全面起见，采用了一个综合评价指标。
式中：e为综合判据；c为调节阀门的相对开度。
用该指标即可判断出最不利环路的位置，e。
所在环路即为最不利环路。
又可以判断热源能力是否足够，e≥1说明该站热量足够；e。
≥1说明全网热量足够；e△p则热源总循环泵加速运转；
当emin>l时，△pr<△p则热源总循环泵减速运转；
当emin=1时，△pr=△p则热源能力与热网能力匹配。
以上的所有参数均为系统运行过程实测到的，这种通过系统运行参数判断系统运行状况的方案要比预先人为设定某项参数更切合实际。
本文中所采用的判断最不利环路及确定最不利环路压差设定值的方法，使系统有了自辩识和自调节的功能，解决了以往给不准最不利环路压差设定值的问题。
参考文献：
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2.董壮进;廖荣平;王淮供热管网初调节的探讨[期刊论文]-煤气与热力 2000(04)
3.王宁供热系统质调节问题及分析[期刊论文]-煤气与热力1999(02)。