李家企

【摘要】對熱力換熱站能量控制系統(tǒng)來說，其控制參數(shù)為二次網(wǎng)供回水平均溫度，操作量為二次循環(huán)水流量，補償信號為室外溫度。二次網(wǎng)供回水平均溫度隨室外溫度而變化，變化率（補償度）可調(diào)，供回水平均溫度給定的初始值可調(diào)，執(zhí)行器是一用一備的變頻調(diào)速循環(huán)水泵，變頻下限限幅可調(diào)。與傳統(tǒng)的能量控制系統(tǒng)相比，只要控制參數(shù)選擇合理，就能確保運行穩(wěn)定可行且可以實現(xiàn)節(jié)能經(jīng)濟的目的。

【關(guān)鍵詞】熱力系統(tǒng);熱力換熱站;能量控制與調(diào)節(jié)

熱力平衡調(diào)節(jié)需要的熱量由熱力換熱站通過二次網(wǎng)供給。熱力換熱站能量調(diào)節(jié)實質(zhì)上是按照熱用戶需要的熱量調(diào)節(jié)熱力換熱站輸出的熱量，或者說熱力換熱站根據(jù)負(fù)荷變化改變輸出的熱量。這是熱力換熱站能量調(diào)節(jié)的宗旨。同時，熱量輸送載體二次網(wǎng)流量也需要隨著負(fù)荷變化，以便實現(xiàn)節(jié)能，這是熱力換熱站能量調(diào)節(jié)的主要目的。

1 熱力換熱站能量調(diào)節(jié)方式

1.1二次循環(huán)水泵

一是多臺相同規(guī)格型號水泵并聯(lián)。按照負(fù)荷變化改變水泵運行臺數(shù)。這種方法的優(yōu)點是簡單可靠，缺點是總裝機容量大，多臺水泵并聯(lián)運行效率下降，占地多。另外，水泵啟動電流大（軟啟除外），對電網(wǎng)有一定沖擊。二是多臺不同規(guī)格型號水泵并聯(lián)。按照負(fù)荷變化改變水泵運行臺數(shù)。這種方法不宜采用，不僅總裝機容量大，占地多，而且多臺不同規(guī)格水泵并聯(lián)運行效率很低。三是多臺相同規(guī)格型號水泵并聯(lián)，其中一臺變頻調(diào)速。這種方法的優(yōu)點是降低了頻調(diào)設(shè)備造價。但總裝機容量大，占地多，相當(dāng)于幾臺大泵與一臺小泵并聯(lián)運行，運行效率降低。四是多臺相同規(guī)格型號水泵并聯(lián)，每臺變頻調(diào)速。設(shè)計者的初衷是力求多臺并聯(lián)消耗運行狀態(tài)同步，以提高水泵運行效率。這種方法不但總裝機容量大，占地多，一次投資很大，而且即使多臺水泵同步運行，部分負(fù)荷下并聯(lián)運行的水泵效率更低。

1.2控制方式

一是通過手動控制。不同規(guī)格型號水泵手動切換，或?qū)Χ嗯_并聯(lián)運行的相同規(guī)模型號或不同規(guī)格型號水泵手動臺數(shù)控制。二是通過臺數(shù)自動控制。對多臺并聯(lián)運行的相同規(guī)格型號水泵自動臺數(shù)控制。三是通過臺數(shù)與變頻調(diào)速相結(jié)合自動控制。多臺相同規(guī)格型號水泵并聯(lián)，其中一臺泵變頻調(diào)速。四是通過并聯(lián)運行的多臺相同規(guī)格型號水泵分別變頻控制。多臺相同規(guī)格型號水泵并聯(lián)，每臺水泵均變頻調(diào)速控制，這是一種不節(jié)能、不經(jīng)濟、技術(shù)上不合理的控制方式。

1.3控制參數(shù)

一是根據(jù)壓力控制。二是根據(jù)供水溫度控制。三是根據(jù)回水溫度控制。四是根據(jù)供回水平均溫度控制。

由于熱力換熱站能量調(diào)節(jié)是根據(jù)負(fù)荷變化改變熱力換熱站輸出的熱量，所以，熱力換熱站能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)該是一個輸出量隨負(fù)荷變化的隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。筆者認(rèn)為，以供回水平均溫度為控制參數(shù)，具有室外溫度補償，執(zhí)行器是一用一備的變頻調(diào)速循環(huán)水泵的熱力換熱站能量控制系統(tǒng)較為合理。

2 熱力換熱站能量控制系統(tǒng)控制參數(shù)選擇

熱力換熱站能量控制系統(tǒng)控制參數(shù)選擇至關(guān)重要，最理想的控制參數(shù)是熱用戶室內(nèi)平均溫度，但很難找到能夠代表熱用戶室內(nèi)平均溫度的測點。而熱力換熱站的輸出信號就是熱用戶的輸入信號，熱用戶的輸入信號需要隨負(fù)荷變化，即要保持一定的室內(nèi)溫度，熱力換熱站輸出的熱量必須隨負(fù)荷變化。而供暖負(fù)荷發(fā)生變化的主要因素是室外溫度因此，上述問題實質(zhì)上是尋找能夠準(zhǔn)確反映熱力換熱站輸出熱量多少的輸出信號。該信號隨室外溫度變化，以滿足熱用戶對室內(nèi)溫度的要求。這個輸出信號即為熱力換熱站能量控制系統(tǒng)較為理想的控制參數(shù)。要想使熱用戶保持所需要的室內(nèi)溫度，只要熱力換熱站二次網(wǎng)供回水平均溫度隨室外溫度）變化即可。在供熱系統(tǒng)運行期間，只有供回水平均溫度能夠準(zhǔn)確的反映熱力換熱站供出的熱量，因此，應(yīng)該選擇供回水平均溫度作為控制參數(shù)。而供水溫度或回水溫度與室外溫度函數(shù)關(guān)系是不確定的，換言之，單獨調(diào)節(jié)供水溫度或回水溫度不能保證熱用戶要求的室內(nèi)溫度。選擇供水溫度或回水溫度作為控制參數(shù)是不合理的。

3 熱力換熱站能量控制系統(tǒng)操作量選擇

熱力換熱站能量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)操作量選擇也非常重要。控制系統(tǒng)操作量可以選擇二次網(wǎng)流量、一次網(wǎng)流量或二者兼之。二次網(wǎng)流量通過循環(huán)水泵臺數(shù)控制、多臺相同規(guī)格型號循環(huán)水泵并聯(lián)中一臺泵變頻調(diào)速控制、一用一備變頻調(diào)速泵控制、調(diào)節(jié)閥控制。次網(wǎng)流量改變通過調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到熱力換熱站交網(wǎng)能量調(diào)節(jié)的目的。選擇二次網(wǎng)流量網(wǎng)作為熱力站能量控制系統(tǒng)操作量，并使用一用一備的變頻調(diào)速泵控制，是一種較好的控制方案。這種控制方案可以較好地滿足熱力換熱站能量調(diào)節(jié)的要求，還可以達(dá)到二次網(wǎng)流量輸送系統(tǒng)節(jié)能的主要目的。二次網(wǎng)流量變化時換熱器傳熱系數(shù)隨之變化，而且換熱器一、二次側(cè)均具有熱量的自平衡，所以，換熱器一、二次側(cè)熱量能夠平衡。換熱器一次側(cè)面無需增設(shè)調(diào)節(jié)閥。換熱器一次側(cè)設(shè)調(diào)節(jié)閥不僅增加投資，而且一次網(wǎng)阻力增大。二次網(wǎng)供回水平均溫度隨室外溫度而變化。二次網(wǎng)供回水平均溫度初始結(jié)合實際定值和補償可根據(jù)實際情況調(diào)整。

4 熱力換熱站能量控制系統(tǒng)

具有室外溫度補償?shù)墓┗厮骄鶞囟瓤刂葡到y(tǒng)與其他控制方式相比具有以下特點：一是與臺數(shù)控制方式相比，裝機容量小，可連續(xù)調(diào)節(jié)，水泵運行效率高，節(jié)能效果明顯，啟動電流小，占地少。二是與臺數(shù)變頻調(diào)速聯(lián)合控制方式相比，其特點同上。臺數(shù)與變頻調(diào)速相結(jié)合相當(dāng)于幾臺大泵與一臺小泵并聯(lián)運行，運行效果較差，尤其是變頻泵流量較小時，效果更差，難以顯示變頻泵的優(yōu)勢。三是與用調(diào)節(jié)閥改變一次流量控制方式相比，系統(tǒng)簡單、可靠、經(jīng)濟。換熱器一次側(cè)安裝調(diào)節(jié)閥沒有必要，只要一次網(wǎng)輸出的總熱量能夠按照負(fù)荷變化以等比例分配給各熱力站即可。各熱力換熱站間平衡由初調(diào)節(jié)完成。四是與根據(jù)壓力、供水溫度、回水溫度控制方式相比，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

只要一次網(wǎng)供給熱力換熱站的熱量足夠，具有室外溫度補償?shù)墓┗厮骄鶞囟瓤刂葡到y(tǒng)是熱力換熱站能量調(diào)節(jié)較為理想的控制系統(tǒng)。

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