馮偉偉

（太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西太原 030001）

0 引言

供熱系統(tǒng)在現(xiàn)代化城市發(fā)展中十分常見(jiàn)，與現(xiàn)代人們的生活質(zhì)量息息相關(guān)，近年來(lái)，我國(guó)供熱事業(yè)發(fā)展十分迅速，供熱系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)節(jié)方面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題，從而也會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，不能為廣大居民和用戶提供滿意的供熱效果，因此，供熱企業(yè)和運(yùn)行維護(hù)人員務(wù)必對(duì)這個(gè)問(wèn)題提高重視程度，迅速采取有效措施，以提高供熱系統(tǒng)運(yùn)行效果，促進(jìn)我國(guó)供熱事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

1 供熱運(yùn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)的必要性

現(xiàn)階段，很多現(xiàn)代化城市在發(fā)展過(guò)程中都開(kāi)始普及集中供熱方式，而保證供熱管網(wǎng)的科學(xué)、高效運(yùn)行，也成為眾多國(guó)家的研究課題。近年來(lái)，城市在進(jìn)行集中供熱的過(guò)程中，普遍會(huì)出現(xiàn)房間溫度過(guò)高的現(xiàn)象，在此情況下，很多居民用戶都會(huì)選擇開(kāi)窗散熱，通過(guò)這種方式對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，但如此卻浪費(fèi)大量的能源，因此必須要找到一種既能保證居民室內(nèi)溫度舒適，又有助于節(jié)約能源的供熱系統(tǒng)運(yùn)行方式。就目前實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，在城市室內(nèi)采暖工作當(dāng)中，基于對(duì)流散熱的散熱器屬于比較普遍的方式，隨著室外氣溫的實(shí)時(shí)變化，采暖熱負(fù)荷也會(huì)產(chǎn)生有一定規(guī)律的變化，供熱調(diào)節(jié)便是以這一特征為依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供熱效果的有效提升[1]。

2 城市供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)常見(jiàn)問(wèn)題歸納

2.1 水力失調(diào)

在供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)中，系統(tǒng)水力失調(diào)屬于比較常見(jiàn)的問(wèn)題，一般包括垂直失調(diào)和水平失調(diào)兩個(gè)方面，無(wú)論出現(xiàn)哪一種問(wèn)題，都會(huì)對(duì)供熱效果產(chǎn)生直接影響，但兩者之間也存在一定差異。所謂垂直失調(diào)，主要就是以垂直面為基礎(chǔ)，散熱器流量與設(shè)計(jì)值之間存在偏差，從而直接導(dǎo)致樓層垂直受熱不均的問(wèn)題，而水平失調(diào)主要就是以水平面為基礎(chǔ)，散熱器流量與設(shè)計(jì)值之間存在偏差，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)端冷、近端熱的現(xiàn)象。正常情況下，出現(xiàn)垂直失調(diào)和水平失調(diào)的問(wèn)題都與配置不當(dāng)息息相關(guān)，例如，很多建筑在建設(shè)的過(guò)程中，都會(huì)選擇高揚(yáng)程、大流量水泵進(jìn)行配置，在溫差較小的環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，就會(huì)直接產(chǎn)生熱量浪費(fèi)的問(wèn)題，不僅運(yùn)行成本高昂，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)現(xiàn)象[2]。

供熱系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中之所以會(huì)出現(xiàn)水力失調(diào)的問(wèn)題，原因主要包括以下幾個(gè)方面：①在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)方面存在問(wèn)題，在對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員都會(huì)過(guò)度關(guān)注不利點(diǎn)資用壓頭，不能進(jìn)行綜合全面的考慮，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)與實(shí)際存在較大偏差，如果不能很好地進(jìn)行熱網(wǎng)調(diào)節(jié)，就會(huì)直接導(dǎo)致水力失調(diào)問(wèn)題，各樓層熱量無(wú)法均勻分配；②熱源輸送能力和水力失調(diào)問(wèn)題密切相關(guān)，隨著供熱面積的擴(kuò)網(wǎng)速度加快，管段流通能力也會(huì)出現(xiàn)不足，如果不能對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行及時(shí)改造，就會(huì)直接產(chǎn)生水力失調(diào)的問(wèn)題；③水泵選型也很關(guān)鍵，如果能夠?qū)峋W(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，相反若是水泵選型偏大，便會(huì)導(dǎo)致熱網(wǎng)實(shí)際循環(huán)流量與設(shè)計(jì)值存在偏差，必然出現(xiàn)水力失調(diào)的現(xiàn)象。

2.2 系統(tǒng)積氣

在系統(tǒng)低壓低速位置，管道熱水內(nèi)溶解的氣體會(huì)自動(dòng)析出，并在系統(tǒng)局部或散熱器內(nèi)部聚集在一起，隨著補(bǔ)水量的不斷增加，所析出的氣體也會(huì)隨之增多，這些都會(huì)對(duì)管道散熱和流通效果產(chǎn)生直接影響。如果采暖系統(tǒng)的損失水量很大且補(bǔ)水最大出力也滿足不了運(yùn)行要求，那么便會(huì)造成系統(tǒng)倒空，所謂系統(tǒng)倒空，主要就是指系統(tǒng)局部存在真空，使氣體大量的進(jìn)入系統(tǒng)。

2.3 系統(tǒng)壓力波動(dòng)

供暖系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)控過(guò)程中時(shí)常存在壓力波動(dòng)的問(wèn)題，正常運(yùn)行時(shí)，若系統(tǒng)定壓點(diǎn)的設(shè)定值在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍，那么隨著壓力的不斷降低，系統(tǒng)也會(huì)越來(lái)越缺水，隨著系統(tǒng)壓力的不斷升高，散熱器還有可能會(huì)出現(xiàn)爆裂的問(wèn)題。就目前實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)城市供暖系統(tǒng)的補(bǔ)水量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際所需，并且會(huì)優(yōu)先選擇高揚(yáng)程、大流量的補(bǔ)水泵，在系統(tǒng)補(bǔ)水過(guò)程中，如果速度較快，系統(tǒng)會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)被充滿，從而也會(huì)在無(wú)形當(dāng)中為系統(tǒng)施加過(guò)高壓力，最終產(chǎn)生壓力波動(dòng)的問(wèn)題[3]。

3 城市供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)常見(jiàn)問(wèn)題的解決對(duì)策

3.1 水力失調(diào)

在供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控過(guò)程中，針對(duì)水力失調(diào)的難題，我國(guó)相關(guān)部門必須要予以重視，實(shí)踐過(guò)程中，一般可從以下幾方面入手：①對(duì)于水平失調(diào)的問(wèn)題，工作人員首先就是要做好現(xiàn)場(chǎng)檢查工作，對(duì)各樓層調(diào)節(jié)閥進(jìn)行安裝，同時(shí)還要保證其性能良好，功能正常穩(wěn)定發(fā)揮，在供熱系統(tǒng)正式供熱之前，需要做好很多初期調(diào)節(jié)工作，另外，還要對(duì)流量調(diào)節(jié)閥、遠(yuǎn)傳智能水力平衡閥等進(jìn)行安裝，通過(guò)這種方式能夠有效緩解樓層受熱不均的現(xiàn)象。還可以設(shè)置換熱站、樓棟、室外采集的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)這種方式對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)與監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；②對(duì)于垂直失調(diào)問(wèn)題，相關(guān)運(yùn)行人員應(yīng)把調(diào)節(jié)性能穩(wěn)定良好的閥門安裝在進(jìn)戶供熱支管或樓棟系統(tǒng)立管位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整體供熱系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)與平衡，目前。該方法應(yīng)用比較普遍，且可節(jié)約大量成本、除此之外，運(yùn)維人員還可以將水力平衡閥安設(shè)在換熱站內(nèi)二次網(wǎng)各分支出口位置，通過(guò)這種設(shè)計(jì)對(duì)分支之間的流量進(jìn)行平衡，通過(guò)將溫控閥設(shè)置在散熱器入口支管位置。能夠更加精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，從根本上緩解室內(nèi)冷熱不均的問(wèn)題。與此同時(shí)也更加有利于節(jié)能減排[4]。

3.2 系統(tǒng)積氣

要想處理系統(tǒng)積氣的問(wèn)題，首先就是要對(duì)系統(tǒng)失水現(xiàn)象進(jìn)行控制，以減少系統(tǒng)補(bǔ)水量。正常情況下，補(bǔ)水率不應(yīng)超過(guò)2%，且通過(guò)這種方式也能有效避免氣體析出。另外還要重點(diǎn)關(guān)注供暖系統(tǒng)進(jìn)氣問(wèn)題，實(shí)踐當(dāng)中，如果不能及時(shí)清洗除污器，就會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行阻力，使負(fù)壓聚集在循環(huán)泵吸入口位置，從而就會(huì)在密封不嚴(yán)或水泵盤根位置進(jìn)入空氣，這個(gè)問(wèn)題一般很輕易被運(yùn)行人員所疏忽。為有效避免這一問(wèn)題，一般可將壓力表設(shè)置在循環(huán)泵吸入口位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)壓力變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，另外還要對(duì)除污器進(jìn)行定期清洗，保證其安裝方向正確[5]。

3.3 系統(tǒng)壓力波動(dòng)

對(duì)于供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)過(guò)程中的壓力波動(dòng)問(wèn)題，一般可以通過(guò)更換壓力變送器和補(bǔ)水泵進(jìn)行解決，通過(guò)這種方式，既能保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，同時(shí)也能確保系統(tǒng)的連續(xù)性補(bǔ)水。傳統(tǒng)解決方案是使用膨脹水箱定壓系統(tǒng)，相比之下，補(bǔ)水泵定壓系統(tǒng)需增設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并采用閉式循環(huán)的方式，既實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)也減輕人員的工作量。在具體運(yùn)行過(guò)程中，還有一些其他的原因也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動(dòng)，具體如補(bǔ)水泵出口逆止閥本身存在質(zhì)量問(wèn)題、內(nèi)部進(jìn)入雜質(zhì)、密封不嚴(yán)等，所以還需要運(yùn)維人員做好日常巡查工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)處理并上報(bào)調(diào)度部門，從根本上杜絕和避免系統(tǒng)壓力波動(dòng)問(wèn)題。

4 供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的常見(jiàn)技術(shù)方法

4.1 質(zhì)調(diào)節(jié)

在實(shí)行質(zhì)調(diào)節(jié)的過(guò)程中，首先要確保循環(huán)流量設(shè)計(jì)值不變，僅對(duì)供暖系統(tǒng)的供水溫度參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，整個(gè)過(guò)程比較直觀，效果良好。采暖嚴(yán)寒期通常采用供熱調(diào)節(jié)方式是集中質(zhì)調(diào)節(jié)，但該調(diào)節(jié)方式也存在一定的缺陷，如難以滿足熱負(fù)荷要求、電能消耗較多等等，對(duì)于長(zhǎng)距離輸熱項(xiàng)目，熱源出口與末端換熱站輸送時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24h，熱網(wǎng)整體調(diào)控效率明顯降低，在對(duì)質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，比較常見(jiàn)的配泵方式如一用一備、多用多備等，對(duì)水泵并聯(lián)組流量的確定，需依照單臺(tái)水泵的85%來(lái)進(jìn)行，且其流量也應(yīng)與系統(tǒng)所需量相匹配[6]。

4.2 量調(diào)節(jié)

量調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)在于水泵電能量消耗較少，但缺陷在于實(shí)用性差、水力工況穩(wěn)定性弱，如果流量過(guò)小，很容易導(dǎo)致熱力工況垂直失調(diào)，因此，一般都是選擇在間接連接的系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，以最大限度發(fā)揮出量調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)。

4.3 分段調(diào)節(jié)

分段調(diào)節(jié)主要就是結(jié)合室外溫度將供暖期劃分為幾個(gè)不同的階段，當(dāng)室外氣溫較高，管網(wǎng)應(yīng)維持較小的循環(huán)流量，室外氣溫較低則相反。在不同的階段，熱網(wǎng)可保持恒定流量不變，并通過(guò)熱網(wǎng)供水溫度改變的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，分段調(diào)節(jié)兼具量調(diào)節(jié)和質(zhì)調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，一方面節(jié)約了大量電能，同時(shí)也有效避免了熱力工況失調(diào)現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)供熱運(yùn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)的必要性以及當(dāng)前運(yùn)行中存在的典型問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出相應(yīng)的解決辦法，最后提出供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的常用技術(shù)方法。總之，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的日益加快，城市供熱系統(tǒng)也逐漸引起人們的重視和關(guān)注，但供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)問(wèn)題的產(chǎn)生經(jīng)常會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)對(duì)供熱效果產(chǎn)生直接影響。為更好地解決以上問(wèn)題，供熱系統(tǒng)運(yùn)行部門必須要加強(qiáng)日常監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)消除，提高供熱系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)水平，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)穩(wěn)定高效智慧運(yùn)行，推廣自主調(diào)節(jié)、按需用熱控制系統(tǒng)，解決居民個(gè)性化采暖需求。