Review of combined operation in heating systems with multi -sources
清華大學 石兆玉
Tsinghua University shi Zhaoyu
摘要:本文討論了大型供熱系統實現多熱源聯網運行的必要性。并就其運行調節的基本原則、多點補水定壓以及工況調節的特殊性進行了論述。
Abstract: This is a thesis about the requirement of combined operation in heating systems with multi-sources. Several situation are introduced including principle of operational regulation, stabilizing pressure with multi-point, particular of conditional regulation.
關鍵詞:供熱系統 多熱源聯網 平衡 多點補水定壓 工況調節
key words: heating systems, combined operation of multi-sources, balance, stabilizing
pressure with multi-point, conditional regulation.
國外,特別是北歐,供熱系統多熱源聯網運行已有比較成熟的經驗。我國,自20世紀,七十年代末八十年代初以來,沈陽、牡丹江、北京、赤峰、包頭、山東浮山等市縣,也陸續開始進行多熱源聯網運行的嘗試,取得了不少可貴的經驗;在供熱界,對一些共同關注的有關技術問題,也進行了許多有益的探討。在這期間,我參與過沈陽、赤峰、山東浮山多熱源聯網的運行,對北京、牡丹江多熱源系統作過一些技術上的分析。有些研究成果反映在有關的論文里,有的寫進了《供熱系統運行調節與控制》一書中。
今天,在我國經濟建設持續發展,供熱事業突飛猛進,能源供應面臨緊迫形勢下,對供熱系統多熱源聯網運行再進行深化認識是很有必要的。
一、多熱源聯網的必要性
這些年,由于對生態、環保的重視以及能源供應的緊張,人們在探討各種能源利用的同時,在供熱界展開了何種供熱方式最好的爭論。我認為:在我國,只要以煤為主的能源格局不改變,那么就全國范圍而言,集中供熱顯然應該是供熱的主要方式,這是不言而喻的。但我同時以為,現在的當務之急,應該把更多的注意力放在“如何保持和提高集中供熱在市場經濟中”的競爭優勢上,因為“龍頭老大”的地位是“爭來的”不是“封下的”。提高集中供熱的競爭優勢,可以有很多措施,多熱源聯網就是其中的一項重要措施。
1.充分發揮節能優勢、提高供熱的經濟性
供熱負荷通常分為基本負荷和尖峰負荷。我國三北地區,供熱天數大致在3個月至6個月左右,其中大部分時間運行在基本負荷下,只有一個月左右的時間運行在尖峰負荷下。雖然尖峰負荷全年的運行時間少,但它的小時熱負荷值卻很大,一般要占到設計熱負荷(即最大熱負荷)的20~50%左右。對于單熱源的供熱系統,為了保證尖峰熱負荷的需要,通常供熱設備要設置相當大的裝機容量,這是集中供熱投資大的一條重要原因。
如果把單熱源供熱系統改造為多熱源聯網系統,由主熱源擔負基本熱負荷,尖峰熱源承擔尖峰熱負荷,這樣不但可以減少龐大設備進而減少初投資,而且可以使更多的設備在滿負荷下亦即高效率下運行,其節能效果、降低運行成本的效果是非常顯著的。特別對于以熱電廠為主的多熱網聯網供熱系統,一般熱電廠承擔基本負荷,(熱化系數多為0.5~0.8),更能充分發揮其高效節能的優勢,多年運行實踐,都證明了這一點。
北京市是全國最大的供熱系統,2000年開始實行多熱源聯網運行[8]。東區,華能熱電廠為主熱源,供暖季全時運行,擔負728Gcal/h的基本負荷,左家莊、方莊為二個調峰供熱廠,分別擔負300Gcal/h、250Gcal/h熱負荷;西區,京能(石景山)熱電廠為主熱源,擔負615.7Gcal/h基本負荷,雙榆樹供熱廠為調峰熱源,擔負300Gcal/h的調峰負荷。自從多熱源聯網運行以來,左家莊、方莊、雙榆樹三個調峰供熱廠不再全供暖季運行,只是室外溫度低于-4℃啟動。全年運行一個多月時間。上述主熱源是熱電廠,燒煤高效,熱力集團購進熱價12.8元/GJ,而三個調峰供熱廠,均燃天然氣,生產成本近80元/GJ,可見多熱源聯網的節能效益、經濟效益是非常可觀的。
2.提高了供熱系統的可調性和可靠性,改善了供熱效果。多熱源聯網的供熱系統,由于系統規模大,通常多設計為環形網,并在環網干線上配置調節閥門,這樣無論熱源還是管網,都增加了互補性,一旦出現故障甚至事故,都不必停運維修,只要通過正確的適時協調、調節調度,就可以達到供熱需要,這種通過提高供熱系統的可調性和可靠性,進而改善供熱效果,是多熱源聯網的獨特優勢。
北京市東部地區的熱源供熱量相對比較充足,而西部地區熱源比較緊張,再加過去的供熱干線基本上都是樹支狀分布,地處市中心部位的熱力站(如市政管委)始終地處東西熱源的最末端,長期供熱效果不理想,往往需要增設回水加壓泵維持運行。自從市中心供熱管網改造為環形管網,并實行多熱源聯網運行以來,非常理想地實現了“東熱西送”,最不利的末端熱力站供回水壓差都能保持在0.15Mpa以上,供熱效果明顯改善。這是多熱源環網運行提高系統可調性的有力證明[8]。
包頭熱力公司所屬的供熱系統,為雙熱源聯網供熱[7]。主熱源為熱電廠,調峰熱源為2臺29MW的熱水鍋爐。他們多年的運行經驗,很好地說明了多熱源聯網能有效提高供熱系統的可靠性。1995年12月12日至16日,調峰熱源一臺鍋爐除渣機發生事故,停爐檢修,此時正值室外溫度-12.3~13.5℃的寒冷天氣,供熱廠的供水溫度只能送出53~55℃(要求實際供水溫度為73℃),近75萬m2的熱用戶達不到室溫要求,居民反映強烈。這時進行緊急協調調度,使熱電廠的運行流量由3350t/h,增加到3540t/h,調峰供熱廠的循環流量從910t/h降為720t/h,這樣使熱電廠的供水溫度始終保持在73℃左右,而調峰熱源供水溫度提高到63~65℃,延伸熱電廠的供熱面積,保證了熱用戶的基本供熱需求,贏得了必要的搶修時間。
3.促進高新技術的應用,提高管理運行水平
燃煤的集中供熱系統,為了提高系統的能效,其發展趨勢仍然是我們一貫堅持的——擴大供熱規模,提高鍋爐熱容量,實現大型集中供熱。現在,全國范圍內,鍋爐容量為29MW、56MW,供熱面積在幾百萬平方米以上的供熱系統越來越多。在這種情況下,如何克服粗放經營,如何提高管理運行水平?進而提高市場經濟的競爭能力?唯一的出路,就是從設計、施工安裝到管理運行加大供熱系統的技術含量。當前,緊迫的任務,就是大型集中供熱系統,應盡快實現多熱源聯網運行,在此基礎上實行計算機自動監控、變頻調速、信息管理、優化調度、計量收費等高新技術,我國的供熱事業才能在經濟、可靠和有效的目標中健康發展。
二、協調運行的基本原則
對于多熱源聯網的供熱系統,往往都是比較大型的,其供熱面積常常在幾百萬平方米以上。一般系統構成也比較復雜。除多個熱源外,常有多種類型熱負荷的需求;在連接方式上,可能既有間接連接,也有直接連接,還有不同功能的增壓泵、混水泵。在這種情況下,為供熱系統的合理運行提出了許多新課題:各熱源是同時啟動,還是遞序啟動?是聯網運行還是摘網運行?同樣,各泵站中水泵何時啟動、何時關停?是起增壓作用還是混水作用?在熱源、水泵的不同工作狀態下,系統的運行工況能不能滿足用熱的需求?所有這些問題,都應該通過管理層的協調運行來解決。根據這些年國內外運行實踐,我認為在制定系統協調運行方案時,必須遵循以下三條基本原則。
1.熱量平衡
制定各熱源協調運行方案,主要目的是確定哪個熱源是主熱源?哪些熱源是調峰熱源?各熱源承擔的供熱量是多少?以及各熱源的啟動時間和運行時間。
確定多熱源協調運行方案的基本依據是熱量平衡,這里所說的熱量平衡,應該包括三個涵義:
1)在供熱期間,各熱源總供熱量應等于熱用戶總需熱量;
2)在各個不同外溫區段,各熱源的小時供熱量之和應等于同一時段內熱用戶的小時需熱量之和;
3)在同一時段,每個熱源的小時供熱量應等于該熱源所承擔的用戶的小時需熱量。
在進行熱量平衡的過程中,應詳細繪制當地的供熱負荷延續圖。根據各熱源的產熱設備(熱電廠的供熱站或鍋爐房的鍋爐)的供熱能力,結合供熱負荷延續圖給出的不同外溫下的需熱量,制定協調運行方案。總的原則是主熱源承擔基本熱負荷,并在整個運行期間,力爭全時滿負荷運行。無論是主熱源,還是調峰熱源,各個產熱設備,凡是成本低、能耗少、效率高的應優先投運,并盡可能地延長其運行時間,以提高其經濟性。為了更科學更有效地進行協調運行,通常借助優化理論編制的軟件完成優化計算。我們采用遺傳算法,編制了多熱源聯網優化運行軟件,取得了很好效果。這種遺傳算法,是近年來國內外得到迅速發展的一種最優化理論,它屬于并行算法,即在同一時刻,可從多個方向進行搜索,不但尋優速度 快,而且避免了繁雜的數學建模。將這種優化算法,移植于多熱源聯網的運行方案制定上,一定有廣闊前景。
多熱源的產熱設備其供熱量常常與熱用戶的需熱量不相匹配,特別是在初寒期,即在供暖初期和末期,經常出現供熱量多于需熱量的情形,造成不必要的能源浪費。在這種情況下,國外多采用儲熱罐,將多余熱量儲存起來,在用熱需求增加時,添補熱源的供熱量。這種儲熱罐,在儲熱時相當于一個熱用戶;在對外供熱時,又相當于一個熱源。因此,儲熱罐的運行方式,應該在多熱源協調運行方案的制定過程中一并考慮。北京熱力集團,基于上述原因,正在多熱源的供熱系統上增設一個6000立方米的儲熱罐,屆時,節能的方式又將增加一種新的手段。
2.流量平衡
多熱源在協調運行方案的指導下運行,供熱系統的總供熱量與總需熱量和小時總供熱量與小時總需熱量的平衡比較容易實現,但各熱用戶的小時供熱量與小時需熱量的平衡卻比較難實現,這里存在一個總供熱量與總需熱量平衡時,各熱用戶還要完成一個供熱量再分配的問題。一般情況下,各熱用戶的供水溫度是相等的(忽略管網溫降),這時決定供熱量是否滿足需熱量,主要取決供水量。因此,要想全面實現熱量平衡,還必須進行流量平衡。
這里所說流量平衡,應該包括兩層涵義
1)供熱系統各區段總實際循環流量應該等于該區段的理想流量;
2)各熱用戶的實際循環流量應該等于該熱用戶的理想流量。
我們所說的理想流量,在設計工況下即為設計流量;在非設計工況下,則是最佳循環流量。
對于多熱源聯網供熱系統,實現各區段的實際循環流量與理想循環流量的平衡,其目的是有效劃分各熱源的供熱區段或供熱范圍。核心技術手段是確定供熱系統的水力匯交點。水力匯交點,一般有兩種情況:一種情況是該點流體處于靜止狀態(通常為某一干管);一種情況是該點成為兩股流體相向流動的匯交點(一般在干管三通處)。對于均勻流動的單環供熱系統,一般幾個熱源聯網就有幾個匯交點(對于多環網,每個環網至少有一個匯交點)。匯交點類似于關斷閥門,相當于把一個多熱源的聯網系統解列為多個單熱源供熱系統,每個熱源承擔一定范圍的供熱面積。因此,在多熱源聯網時,總供熱量與總需熱量平衡的條件下,只要水力匯交點能按設計意圖選取,那么各熱源所承擔的區段供熱量一定會與該區段的需熱量相平衡。
熱用戶實際循環流量與理想流量的平衡,要通過流量調節來實現:在設計工況,通過初調節實現;在非設計工況,則要通過中央和局部的變流量調節來完成。
3.壓力平衡
在現實的供熱系統中,不可能在各環路、各支線都安裝流量計,因此,用流量計的測試數據判斷是否達到流量平衡是困難的。但是,流量和壓力二個參數,存在著確定的函數關系,而且其變化值的反映速度非常快,等于聲音在水中的傳播速度,即流量、壓力的變化,可以在1秒鐘內傳遞到1公里遠的距離。因此,采用壓力平衡,間接判斷流量是否平衡,不但直觀、有效而且快速,是非常理想的。
多熱源聯網供熱系統,實現壓力平衡要完成的主要內容為:
1)使設定匯交點處的區段供水壓力最低,回水壓力最高;
2)熱用戶(含熱力站)的實際資用壓頭等于其理想資用壓頭;
3)各熱源承擔的分區供熱系統,其各個恒壓點壓力必須在設定的數值下運行。
上述的第一條,是企圖說明采用壓力平衡,尋找系統匯交點的方法;第二條是借用滿足用戶資用壓頭平衡來實現熱用戶流量的平衡;第三條則是保證全網壓力穩定進而實現各熱源間流量均勻分配的重要措施。
三、多點補水與多點定壓
對于單熱源供熱系統,一般只有一個補水點,一個定壓點;對于多熱源聯網供熱系統,情況比較復雜:最常見的是有幾個熱源運行,就有幾個補水點補水,幾個定壓點定壓;當主熱源單獨運行時,常因其自身的補水量不足,需要其他熱源同時補水定壓。因此,多熱源聯網運行,一個重要特點是多點補水和多點定壓。當然,也有特殊情況,當主熱源補水量充足時,只主熱源單點補水、單點定壓的情形。
對于多熱源的單點補水、單點定壓,其操作方法和單熱源的單點補水單點定壓基本上沒有什么區別。這里主要討論多點補水和多點定壓的情況。在以往多熱源聯網運行時,往往各熱源的分系統循環流量出現過大的不平衡現象(有的熱源循環流量過大,有的熱源循環流量過小)以及系統倒空、串氣現象。這些故障的發生,基本上都是因為多點補水、多點定壓的設計不合理或運行操作不當造成的。因此,多點補水與多點定壓的正確設計、合理運行對于多熱源聯網實現流量平衡具有重要意義。
1.多熱源聯網系統具有多個恒壓點
對于單熱源供熱系統,具有唯一的恒壓點,其位置在最靠近熱源的最高建筑物的回水干管連接點上[1]。該恒壓點的壓力值即靜水壓線值應等于最高建筑物高度與供水溫度相對應的飽和壓力之和。對于多熱源聯網供熱系統,由于水力匯交點的存在,實際上以匯交點為界,把多熱源供熱系統分成了若干個(由熱源個數確定)單熱源供熱系統,這樣,原來的最高建筑,現在只屬于其中的一個單熱源供熱系統,而其他的單熱源供熱系統,將各有一個新的最高建筑。由于每一個單熱源供熱系統有一個唯一的恒壓點,從而導致多熱源聯網系統有若干個恒壓點。雖然各個單熱源供熱系統都具有相同的靜水壓線即同值恒壓點壓力,但在運行過程中,每個分系統都以各自的恒壓點為軸心,呈現不同的水壓分布(即水壓圖,見圖1所示)從圖1中看出,只主熱源(熱源1)運行時,水壓圖為實線(只畫出熱源1、2之間的水壓圖),這時的恒壓點為O1;當熱源1、2同時運行時,水壓圖由虛線表示,則此時有二個恒壓點O1和O2。由此說明,在整個運行季節,隨著室外溫度的變化,供熱系統聯網運行的熱源數目也隨著變化,系統恒壓點的數目也跟著變化,導致系統水力工況的變化更加繁雜。在多熱源聯網供熱系統中,了解其具有多個恒壓點這一特性,對于正確分析水力工況和正確確定多點補水定壓方式顯得至關重要。
2.多點旁通定壓
通常人們把供熱系統循環水泵的入口點作為系統恒壓點,然而這是不對的。只要細致觀察循環水泵入口點,在循環泵運行與停止狀態下,其壓力值不是定值就是證明。基于這種誤解,把循環水泵入口點作為系統定壓點定壓也是不對的。對于供熱規模較小,熱用戶建筑簡單的單熱源供熱系統,上述作法可能不致造成太多故障,但對于多熱源聯網的供熱系統,就必須謹慎處理了。因為由圖1可知,在所有熱源循環水泵停運狀態下,各個循環水泵入口點的壓力都相等,即為靜水壓線值;此時熱源1循環水泵入口點壓力值由a0表示;當只有熱源1(即主熱源)啟動運行時,該循環泵入口點的壓力值降低變為a1;當熱源1、2聯網運行時,熱源1循環水泵入口點的壓力變為a2,此時a2壓力值大于a1壓力值,熱源2循環水泵入口點壓力為b2,其值低于靜水壓線值。從這里可以看出:不同的運行工況,各個熱源循環水泵入口點的壓力值不同,其值,首先決定于該系統恒壓點的位置距熱源的距離,其次決定于該恒壓點至熱源回水干線的壓力降。對于多熱源的聯網運行,由于運行的熱源數目和恒壓點數目、位置以及管網流量分布都是變數,導致各熱源循環水泵入口點的壓力,隨時都是變動的,因此,采用該入口點進行定壓點定壓,勢必造成定壓的失真、失控,對系統的安全性形成嚴重威脅。
圖1 多熱源聯網的多個恒壓點
(注:右端水壓圖略)
對于多熱源聯網運行的供熱系統,正確的方法應該采用多點旁通同值定壓。具體作法是:在各熱源循環水泵的進出口設置旁通測壓管(直徑在DN25~DN40之間),檢測旁通測壓管上安裝的壓力傳感器,通過對系統補水量的控制(補水泵最好選用變頻調速控制),使旁通測壓管上的壓力傳感器的壓力始終保持靜水壓線值。這種定壓方式的優點,是在旁通測壓管上控制系統恒壓點壓力,從而回避了熱源運行數目不同進而引起系統恒壓點變動的復雜性,不但準確、簡便而且安全可靠。
當地形平坦時,只要壓力條件允許,不管有多少定壓點和補水點,最理想的是采用同值定壓,即各個定壓點都維持同一數值的靜水壓線值。當地形高差大,不能實現同值定壓時,可采用異值定壓,即建立二個或二個以上的靜壓區,其方法見參考[1]。為了便于控制,補水點應靠近定壓點。由于循環水泵的入口點,通常是系統壓力的最低點,為便于補水,補水點常常設在該點的附近。但必須注意:循環水泵入口點的壓力不宜過低,除防止系統倒空外,還應避免其壓力值低于補水箱的高度,進而造成補水失控。預防的措施是,調整旁通測壓管上的調節閥門(前提是壓力傳感器的壓力值不變),使循環水泵入口點壓力保持在允許范圍內。這種調節是在供熱系統試運行期間完成的,不必在運行過程頻繁操作,因而簡單方便。
四、系統的工況調節
在多熱源聯網的供熱系統中,工況調節,包括水力工況調節和熱力工況調節。水力工況調節,指的是在各種工況下實現系統的流量平衡,亦即壓力平衡;熱力工況調節,是指在各種工況下,實現系統熱量平衡。供熱系統的運行工況,主要包括設計工況,調節工況和事故工況:在設計外溫下,按照設計負荷、設計流量運行的工況稱為設計工況;在其它外溫下,按照既定的調節方式以理想負荷、理想流量運行的工況稱為調節工況;在事故狀態下,滿足最大需求的運行工況稱為事故工況。在多熱源聯網運行中,隨著室外溫度的不斷變化,熱源的運行數目(包括機組的臺數)也跟著變化,因此工況的變動將更加復雜。在這種情況下,正確掌握工況變動規律,實施合理的調節,滿足供熱需求,就顯得更為重要。
1.根據多熱源環網結構特點,實施調節
多熱源聯網特別是多熱源環形聯網供熱系統,第一個結構特點是具有中和點即水力匯交點,其個數,可由如下公式[3]表示:
1≤M≤R+H-1
式中: M—水力匯交點的個數;
R—熱源的數目;
H—系統環形回路的個數。
對于樹枝狀雙熱源供熱系統,有一個水力匯交點;具有單熱源一個環形回路的供熱系統也只有一個水力匯交點;當熱源、熱負荷分布均勻時,水力匯交點的數目將等同熱源的數目。多熱源聯網水力工況調節,首要的任務,就是根據設計方案,調整水力匯交點,其他調節應在此基礎上進行。
多熱源環形聯網供熱系統的第二個結構特點是其拓撲結構的特殊性[2]、[5]。按照圖論網絡理論,對于單熱源樹枝狀供熱系統,其熱用戶數即等于拓撲結構的連支數,亦即熱用戶數的流量是獨立變量,只要所有熱用戶的流量確定,則整個系統各管段的流量即可確定。換句話說,當系統結構確定后(管長、管徑及閥門閥位一定),按照一定方法,只要對各熱用戶進行調節,即可達到其理想流量的數值。但多熱源環形聯網供熱系統,則有明顯區別:除任意一個熱源外,其它熱源和所有熱用戶皆為拓撲結構的連支,每一環形回路還必須有任意一雙供回水干管為連支,才能組成全部連支向量。這就是說,除一個熱源外,其他熱源和熱用戶的流量都是獨立變量,但要想確定整個供熱系統各管段的流量時,還必須讓每一環形回路上的一雙供回水干管的流量成為獨立變量,若從流量調節的角度考慮,要想使各個熱用戶達到要求的流量,除了對各熱用戶進行調節外,還必須同時對每一環形回路上選定的一對供回水干管實施調節,目的才能實現。了解多熱源環形網的上述結構特點,減少其工況調節的盲目性是至關重要的。
2.水力工況調節
水力工況調節的目的,就是實現不同調節工況下的系統流量平衡,亦即壓力平衡。總結多年的理論分析和運行經驗,調節方法可采取以下步驟進行:
1)首先制定全年運行方案:根據室外氣象資料,確定初寒期、寒冷期和嚴寒期,各個熱源的運行時間、承擔的供熱負荷數量以及相應時間下起運的機組(發電機組或鍋爐臺數)臺數。在此基礎上,擬定循環水泵、增壓泵、混水泵的運行方案,落實運行臺數、運行流量和揚程大小并制定系統水力匯交點的位置。上述運行方案的制定,最理想的方法是通過優化調度程序軟件進行;如果條件不具備可在工程設計的基礎上,盡量做到量化性的估算。
2)調整系統工況,按既定的水力匯交點運行。這是實現系統流量平衡最關鍵的一步措施。因為只有水力匯交點調整到位,才能表明系統按計劃分割(多熱源聯網系統分割為若干個單熱源的分系統)完成。這時,各熱源與所承擔的熱用戶,其總循環流量才算達到了供需平衡。當然,在進行這一步的現場操作前,系統的定壓必須正常,各循環水泵和其他功能水泵其運行臺數和主要參數必須和預先制定的運行方案相一致。
整定系統水力匯交點,有多種調節方法,但最簡便快速的方法是緩慢調節環形回路中供回水干管上的閥門,使設定中的水力匯交點處的供水干管上的壓力值最低、回水干管上的壓力值最高(在相鄰區段內);如果滿足了上述壓力參數的要求,則該點必定為設定的水力匯交點。當然在調節干管閥門的過程中,各熱源循環水泵的主要參數也會有所變動,應相應進行適當調節。
在整個供熱系統運行期間,隨著熱源投運的數目不同,系統水力匯交點的個數和位置也隨著變動。但系統水力匯交點不必頻繁地進行人工整定,只是在有數的幾次大的工況變動(如熱源或產熱機組投運的變數大)時做適當的調整。在正常運行中,當各熱源的供水溫度相同時,主要監控各熱源的總回水溫度是否相同;如果總回水溫度出現不一致,再進行水力匯交點的調整[6]。圖2給出了熱源變動情況下,系統水力匯交點的調整示意圖。
圖2 多熱源聯網水力匯交點調整
3)調整熱用戶流量,實現供需平衡。在系統水力匯交點的調整工作完成后,一個多熱源聯網環形供熱系統就變成了若干個單熱源的樹枝狀供熱分系統。此時系統熱用戶的流量調節即水力平衡問題,就變成了人們相當熟悉的技術問題了。在計量收費的前提下,在室內系統散熱器旁設置的恒溫閥,是熱用戶流量調節的核心設備。與之配套的手動平衡閥、自力式平衡閥(限流閥)、壓差調節閥和電動調節閥的作用都是為恒溫閥創造一個良好的工作條件。對于手動平衡閥,國外有補償法、比例法,國內有模擬分析法、計算機法和快速簡易法等調節方法可采用,一般都能達到良好效果。
3.熱力工況調節
熱力工況調節,實際上是通過對供熱系統供、回水溫度和系統循環流量的調節,實現供熱量的調節,達到供熱量與需熱量的平衡。在實際運行中,著重進行熱源和熱力站(或熱用戶入口)兩級調節。只要供水溫度按照設計的調節曲線運行,在熱用戶系統只進行局部的流量平衡調節,即可實現供熱量調節的目的。
熱力工況調節主要有質調節(即定流量調節)、質量并調(變流量調節)等方法。質調節只調節一、二次網的供、回水溫度。質量并調則既調節一、二次網的供回水溫度,又調節一、二次網的循環流量。質調節簡單易操作,但不節電。質量并調不但節電,而且從室內系統消除垂直失調而言,是最佳的調節方法。實施計量收費的供熱系統,應該優先采用質量并調。特別在變頻調速技術相當成熟的現在,更應如此。熱用戶室內系統的形式(單、雙管系統)不同,質、量并調的調節曲線也不同,但參數的計算值差別不是很大,在熱源和熱力站,可只按其中一種系統形式(如按雙管系統)的調節曲線進行調節,調節偏差可由室內的恒溫閥的調節作用提供補償。
對于多熱源聯網,各熱源應采用同一種調節方法,即采用相同的溫度流量調節曲線,保證在同一室外溫度下,各熱源都有相同的供水溫度。為實現這一點,除鍋爐實行燃燒自動控制外,在熱源處通過旁通管進行供回水的混合也不失為一種適用的供水溫度調節方法[6]。
實現各熱源供水溫度的一致性,主要為了便于運行管理。當各熱源供水溫度出現不一致時,系統的聯網同樣能安全運行。如果系統作到了流量平衡,則各熱源的總回水溫度也出現不一致,但各熱源的供回水溫差將相同。出現事故工況,當某一熱源或某一干管不能正常運行時,將按事故工況進行調節。此時,常常采取提高某個熱源(無事故)的供水溫度以最大限度減少供熱量的不足,這種措施,往往能收到理想的效果[7]。
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