淺談供暖水利平衡的實現(xiàn)論文
1水力失調的概念與表現(xiàn)
在熱水供熱系統(tǒng)中各熱用戶的實際流量與設計要求的流量之間往往存在不一致性。我們把這種不一致稱之為水力失調。水力失調反映到實際供熱中,主要表現(xiàn)為由于各供暖區(qū)域段流量配比不合理,導致不同位置的熱用戶出現(xiàn)冷熱不均現(xiàn)象,一般來說,靠近熱源近的用戶水量足水循環(huán)快,供暖效果要好于遠離熱源的末梢熱用戶,水力失調主要表現(xiàn)是:各管段流量輸配不合理,致使各個用戶的室溫冷熱不均,靠近熱源近端的用戶過熱,遠端過冷,即行業(yè)內常說的水平失調。
2供熱系統(tǒng)產(chǎn)生水力失調的原因
產(chǎn)生供熱系統(tǒng)水力失調的原因較為復雜,既有設計上的,也有運行管理上的,這些原因往往是不能完全避免的。
2.1在進行管道設計時,由于各管道內熱介質流速不允許超過限定值,管徑規(guī)格有限,在網(wǎng)絡各分支環(huán)路或用戶系統(tǒng)各立管環(huán)路之間,其阻力損失是不可能在設計的流量分配下達到平衡。使熱用戶實際流量分配不能符合設計所需的流量要求,就會產(chǎn)生水力失調。
2.2當有新接入熱用戶或部分熱用戶停運時,整個供熱管網(wǎng)阻力特性發(fā)生變化,也有可能導致水力失調。
2.3開始運行時沒有很好地進行初調節(jié),也會導致水力失調。由于網(wǎng)路近端熱用戶的作用壓差很大,位于網(wǎng)路近端的熱用戶,其實際流量往往比規(guī)定流量要大得多,而位于網(wǎng)路遠端的熱用戶,其作用壓差和流量將小于規(guī)定的數(shù)值,這種不一致的失調需要通過網(wǎng)路的初調節(jié)來解決,否則,就會產(chǎn)生水力失調。
2.4部分熱用戶隨意增減散熱器,造成室內水力工況變化,從而導致水力失調。
2.5隨意調整網(wǎng)路分支閥門或用戶入口閥門,均會產(chǎn)生水力失調。
2.6隨著運行年限增長,部分老采暖管線堵塞.造成相關熱用戶流量減少,也會產(chǎn)生水力失調。
3水利平衡實現(xiàn)
對相對集中固定的供暖區(qū)域,一網(wǎng)的水力平衡易于實現(xiàn),,但對于二網(wǎng)而言,要做到水力平衡調節(jié),就要相對困難的多。二網(wǎng)由于節(jié)點和支路均較多,且多存在過熱及供熱不足現(xiàn)象,為使末端用戶達到需求,往往采用加大流量方式供暖,耗電量隨之增大。常規(guī)方式采用靜態(tài)水力平衡閥進行調節(jié),由于調節(jié)難度較大,且實現(xiàn)公共建筑分時分溫后,負荷處于動態(tài)變化狀態(tài),因此,該方法已不能滿足發(fā)展的需求。對于新建筑而言,更是如此,且需做到戶平衡才能解決垂直失調問題,同時,戶計量的投入,水力工況更是動態(tài)變化,常規(guī)方式已無法滿足需求。所以,動態(tài)水力平衡調節(jié)是供暖發(fā)展的一個必然趨勢。
3.1一網(wǎng)水力平衡實現(xiàn)。為滿足一網(wǎng)水力平衡,實現(xiàn)按需供熱,在每個端點即換熱系統(tǒng)的來水管線上加裝流量調節(jié)閥和超聲波流量計。通過控制中心SCADA系統(tǒng)的上述方式進行進行管網(wǎng)平衡計算,結果發(fā)送給換熱站的.SCADA系統(tǒng),根據(jù)該給定值進行閥門開度控制,設定值由熱源SCADA系統(tǒng)根據(jù)換熱站反饋的各點負荷進行動態(tài)設定,換熱站SCADA系統(tǒng)根據(jù)設定值進行PID閉環(huán)調節(jié),實現(xiàn)自動水力平衡。換熱站SCADA系統(tǒng)的構成及主要功能:(1)系統(tǒng)構成(如圖):a.硬件系統(tǒng)由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集一次儀表、PLC、觸摸屏、一網(wǎng)水力平衡調節(jié)閥或變頻泵(變頻器+泵)、氣候補償調節(jié)閥、通訊網(wǎng)絡、二網(wǎng)變頻泵、二網(wǎng)自動補水等構成。b.軟件由氣候補償軟件、一網(wǎng)水力平衡調節(jié)軟件、數(shù)據(jù)采集與傳輸軟件、二網(wǎng)水力平衡控制軟件、用戶數(shù)據(jù)采集與通訊軟件。
3.2二網(wǎng)平衡實現(xiàn)。對于老式建筑:二網(wǎng)動態(tài)平衡調節(jié)的實現(xiàn)方式與一網(wǎng)不同,區(qū)別在于網(wǎng)絡更復雜,因此需在樓棟末端加裝流量變送器和電動調節(jié)閥及熱能表(流量信號可取自熱能表),同時加裝一套數(shù)據(jù)采集終端,將樓棟供熱數(shù)據(jù)發(fā)送到對應的換熱站,數(shù)據(jù)經(jīng)換熱站SCADA系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)動態(tài)模型計算,結果發(fā)回到數(shù)據(jù)終端,其根據(jù)指令,對執(zhí)行機構進行閉環(huán)PID調節(jié)。該執(zhí)行終端具有數(shù)據(jù)濾波和識別功能,當換熱站指令不正常時,維持原有狀態(tài),保證可靠供熱,同時將異常數(shù)據(jù)及位置信息通過換熱站SCADA反饋到車間操作室,進行記錄及報警并進行人工判斷,操作員可以將其設成手動模式強制執(zhí)行指令,也可設置成自動模式,進行正常調節(jié)。
對新建筑而言,在進行戶計量和戶平衡的同時,在棟前進行壓力調控,而不在以流量調控為主,無論用戶負荷如何變化,確保高端用戶達到按需供熱目的。當由于管網(wǎng)的管阻較大,即使末端的電動調節(jié)閥全部打開也不能滿足供熱需求,在該種情況下,控制系統(tǒng)通過監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以識別出來,通過計算后調節(jié)二網(wǎng)循環(huán)泵的變頻頻率,增加二網(wǎng)壓頭,使末端壓頭達到要求,使用戶獲得所需的熱量。但常規(guī)情況下,由于前端的壓力調節(jié),使前端壓力損失降低,可以確保末端壓力,且與調節(jié)前相比,總壓頭會下降,實現(xiàn)平衡調節(jié)節(jié)能。
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