侯俊杰

（石嘴山市皓泰熱力有限公司，寧夏石嘴山 753000）

0 引言

當前在供熱系統(tǒng)的運行過程中，節(jié)能措施已經(jīng)成為了供熱管理部門工作環(huán)節(jié)的重中之重，在供熱工作領域具有極為重要的作用。不過，現(xiàn)在我國的供熱系統(tǒng)中能源消耗仍較為嚴重，這與國家提倡的綠色節(jié)能發(fā)展不相符合，也不能很好地適應當前社會的進步和發(fā)展需求。因此，相關部門和工作者應制定出可行性高且有效的節(jié)能措施，促使供熱系統(tǒng)的正常有序和穩(wěn)定運行，從而有效實現(xiàn)資源能源的優(yōu)化配置，并最大限度發(fā)揮其利用率，更好地順應時代的發(fā)展。

1 供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的狀況及產(chǎn)生的原因

對供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因進行分析，主要有以下5 個方面：①因富余壓頭所導致的流量分配不平衡，進而產(chǎn)生了水力失調(diào)；②在選取循環(huán)水泵時，選型不當而導致運行時偏離于設計值，進而形成水力失調(diào)；③在運行當中的實際熱負荷跟原本所設計的熱負荷不相符，超出或是小于設計時的熱負荷，進而導致了水力失調(diào)；④由于系統(tǒng)有高程差，或者是高層居民與低層居民間存在有高程差，構成了垂直水力失調(diào)；⑤由于在運行期間系統(tǒng)流量存在變化，如在某分支設有電動調(diào)節(jié)設施、對溫度實施調(diào)控，故而在室外溫偏低時閥門則會開大，當室外溫過高時閥門則會關小，這就會對另一部分未裝置調(diào)節(jié)設施的用戶造成水力平衡，進而導致動態(tài)水力失調(diào)。另外，由于供電局、電廠小區(qū)居民室內(nèi)和室外供暖系統(tǒng)自建成起未做過改造，室內(nèi)采暖系統(tǒng)自建成時就未分戶系統(tǒng)，因此，室外供熱管網(wǎng)支、干路沒有設置必要的調(diào)節(jié)和控制裝置，部分管線腐蝕嚴重，閥門失靈、控制和銜接不完善等問題已經(jīng)非常突出，每年的運行維修費用較高。而且由于管道敷設時間較長，已運行十多年，管道、管件閥門的腐蝕比較嚴重，時有漏點產(chǎn)生，管道保溫層和保護層損壞也比較嚴重。

總體來說，傳統(tǒng)的供熱管網(wǎng)、換熱站調(diào)節(jié)控制只是以換熱站二次網(wǎng)的供回水溫度為控制對象，一般情況下二次網(wǎng)供、回水溫度升高，用戶室內(nèi)溫度也升高，反之亦然，但由于受室外氣溫變化，熱源波動、管網(wǎng)特性不同、用戶的用熱習慣及用戶建筑圍護結構保溫性能差別等因素的影響，特別是在分戶熱計量用戶逐漸增多、用戶用熱量變化較大時，人工調(diào)節(jié)的方式已經(jīng)不能滿足當前用戶節(jié)能變化的需要。

2 消除水力失調(diào)，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能運行的改進方案

2.1 全面水力系統(tǒng)平衡的優(yōu)化方案

全面水力系統(tǒng)平衡是一項綜合性的優(yōu)化方案，其實施的主要依據(jù)在于，任何一項系統(tǒng)都會有靜態(tài)水力失調(diào)與動態(tài)水力失調(diào)同時存在的狀況，而僅僅只解決其中一項并不能解決兩大方面問題。所以，全面水力平衡這個優(yōu)化方案是通過靜態(tài)與動態(tài)兩類同步進行調(diào)節(jié)的，進而保證整個供熱系統(tǒng)的水力得到平衡。該方案可以實現(xiàn)相對復雜化的供熱系統(tǒng)中的水力平衡調(diào)節(jié)工作，同時還能從基礎和根本上來解決好靜態(tài)和動態(tài)失調(diào)的兩大問題，總體來說，它能最大限度地節(jié)約能源資源的消耗。然而由于這種解決方案投入較大、施工難度偏高，所以適用范圍相對有限。除此之外，還可以通過附加阻力的方式來消除供熱用戶的富余壓頭，使得富余壓頭可以得到較好的調(diào)節(jié)，進而更為有效地解決水力失調(diào)這一問題。此技術也可以在一定程度上減少熱量浪費，有一定的節(jié)能效果。

2.2 技術改進方案

從網(wǎng)絡計算機技術和通信技術發(fā)展到現(xiàn)在，為實現(xiàn)供熱管網(wǎng)聯(lián)合監(jiān)控，對各換熱站供回水溫度及時進行均衡調(diào)節(jié)，從而達到節(jié)能經(jīng)濟運行，進一步做好節(jié)能減排工作奠定了技術基礎。對技術方面進行優(yōu)化的方案主要有3 個：①室內(nèi)采暖管道將原垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)改為水平雙管并聯(lián)系統(tǒng)，已達到采暖分戶目的采暖管線采用耐高溫PP-R 塑鋁穩(wěn)態(tài)管，沿地面敷設，過門處設過門彎，管線設于找平層內(nèi)；②散熱器的供水支管上安裝性能可靠的低阻力自動溫控閥，以達到分室控溫的目的；③居民單元門口設閥門井并安裝平衡閥和鎖閉閥、溫度計等入口調(diào)節(jié)裝置。

2.3 合理控制水力平衡

供熱主要宗旨是保障用戶可體驗到舒適室溫，但在此還需保證節(jié)能減排與降低能耗。因此實現(xiàn)供熱系統(tǒng)中的熱量平衡成為了供熱的基礎保障條件，故而，務必要確保水力平衡，方可保障熱力平衡，乃至于達到熱量的平衡。然而在供熱當中，為了可靠地控制水力平衡，僅僅運用設計計算極難達到預期效果，再優(yōu)良的設計也無法杜絕水力失調(diào)狀況。究其原因，一是因施工實況及設備材料跟預期設計相比存有差異，二是熱網(wǎng)運行期間實施動態(tài)調(diào)節(jié)均會致使失調(diào)發(fā)生。為了達到水力平衡依然需要靠設備來實施控制，現(xiàn)階段主要是靠設備的調(diào)節(jié)控制形式來解決水力失調(diào)狀況的?？傮w來說，如果未對熱網(wǎng)實施監(jiān)控，則會發(fā)生失調(diào)狀況。但是供熱是針對多個取暖用戶，為了讓所有供熱點統(tǒng)一性和同時性的得到滿足是困難的，冷熱不均現(xiàn)象時有發(fā)生，即便經(jīng)過一定時間的調(diào)整達到了一個暫時的平衡。但是在熱源和室外氣溫變化時，整個熱網(wǎng)又需要一個較長時間的調(diào)穩(wěn)過程，這樣用戶實際供熱量就會與需要的熱量偏離很多，用戶室溫也不能保持相對穩(wěn)定，在較長時間內(nèi)存在部分用戶室溫高和部分用戶室溫低的失衡問題，換熱站的調(diào)節(jié)始終處于被動狀態(tài)。所以說，熱網(wǎng)的水力平衡需要依靠強大的監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)，總體上平衡是控制出來的。

2.4 熱源與熱風的調(diào)節(jié)

水力與熱力的平衡存在差異，一級網(wǎng)的水力平衡實現(xiàn)了以各熱力站供熱面積的大小來配置一級網(wǎng)的循環(huán)水量，此形式僅適于當全部換熱器均合理又保證系數(shù)全然同等的狀況下，方能做到各熱力的平衡。而此前提存在不可能性，主要原因有：①在建設最初就需將擴容這一問題考慮在內(nèi)，通常換熱器的功率是偏大的，以免發(fā)生功率不相匹配的狀況；②當換熱器運行一段時期之后，大多數(shù)會發(fā)生結垢等情況，并出現(xiàn)換熱系統(tǒng)不相符狀況；③二級網(wǎng)實際運行期間也會發(fā)生堵塞或短路狀況。故此，在調(diào)節(jié)時需將熱源、熱網(wǎng)、換熱站以及供熱用戶設置成統(tǒng)一體系，并運用多變量的復合方式來實施控制，將大大提高其穩(wěn)定性與效果，不僅會考慮到換熱站所存在的調(diào)節(jié)情況，還可以考慮到整個熱網(wǎng)與熱源方面總的變動狀況，然后經(jīng)調(diào)度中心做到統(tǒng)一的調(diào)節(jié)，以此完成整網(wǎng)的動態(tài)平衡調(diào)節(jié)，并最大限度保障運行的節(jié)能。實際的調(diào)控狀況主要有如下兩點。

2.4.1 二級網(wǎng)供回水平均溫度控制

各換熱站運用的是相對變化量的復合控制手段，將二級網(wǎng)供回水平溫度的控制方式實施控制，對一級網(wǎng)供水流量實施調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢是有效運用了實際用量跟供熱總量間存在的相對變化予以調(diào)控，將其引入并給予確定性的用量目標，在實施對用量的控制之后，可以做到及時且更為高效地呈現(xiàn)出平衡調(diào)節(jié)，在相應地縮減或增加供熱量時，也將溫控閥隨之轉變大小，其參數(shù)的變動也就相應地調(diào)控在適宜周期之內(nèi)。一般來說，30～60 min 可以作為一個調(diào)節(jié)周期，也可以根據(jù)管網(wǎng)特性選擇不同的調(diào)節(jié)周期。電廠作為主熱源在不變的情況下，調(diào)整時根據(jù)室外溫度變化跟蹤調(diào)節(jié)，用戶室溫的平均值變化作為熱源調(diào)節(jié)的參考量，將被動形式的調(diào)節(jié)轉變成整網(wǎng)的動態(tài)調(diào)控，并實現(xiàn)分配，二級網(wǎng)溫度呈階梯的形式轉變，或增或減，相應縮減了溫度比與時間差。

2.4.2 熱量分配法

在系統(tǒng)實施供熱期間，可以依據(jù)用戶需要取暖的面積量來計算，也可以采用平均熱量這一形式實施調(diào)控，再將供回水或回水平均溫度間轉變的量來完成復合方式的調(diào)控手段。在熱量分配方面，主要是隨著熱站的熱源在供熱環(huán)節(jié)的供熱量轉變情況來變化，當取暖用戶進行自主用熱時，熱站的供回水原先所呈現(xiàn)的平均溫度也就會產(chǎn)生相應的轉變或變化，相應地供熱量期間的實況也將會有所改變，按照管網(wǎng)實況的設置狀況來進行采樣，并得出相應的調(diào)控周期。為了將溫度轉變狀況加大而調(diào)節(jié)相應的轉變量，可將其進行設置：全網(wǎng)供回水所呈現(xiàn)出的平均溫值與各熱站在供回水時所呈現(xiàn)的溫度都同時減去取暖住戶的室溫值。運用了熱源和熱站一級網(wǎng)實現(xiàn)的平衡性調(diào)控以及取暖住戶所需求的均衡供熱，以此縮減供熱中的過熱浪費與資源浪費，更完善地呈現(xiàn)了供熱期間節(jié)能效用。不過此方面的節(jié)能仍需同行專業(yè)人士共同探索與不斷研究，以探尋更為有利和高效的調(diào)控方式。

3 結束語

在國民經(jīng)濟高速增長和快速發(fā)展的新時代，人們生活水平質量大幅提高，對于生活質量的要求也越來越高。作為城市化發(fā)展中重要內(nèi)容之一的供熱系統(tǒng)也要隨之得到提升，才能滿足于社會發(fā)展與人們需求?，F(xiàn)階段，當代城市化的供熱系統(tǒng)的平衡調(diào)節(jié)逐步成為一個復雜綜合性的工程，在運行中使用多元化的手段可以獲得最優(yōu)結果，而且對其進行全面細致的考慮則是一種有力保障，其中節(jié)能降耗技術是極為關鍵的。因此，在實際運行期間要落實節(jié)能政策的引入，將節(jié)能真正落到實處，最大限度使供熱系統(tǒng)實現(xiàn)平衡節(jié)能運行，增強效益。