淺談供暖水利平衡的實(shí)現(xiàn)論文
1水力失調(diào)的概念與表現(xiàn)
在熱水供熱系統(tǒng)中各熱用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)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(diào)。水力失調(diào)反映到實(shí)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(dǎo)致不同位置的熱用戶出現(xiàn)冷熱不均現(xiàn)象,一般來(lái)說(shuō),靠近熱源近的用戶水量足水循環(huán)快,供暖效果要好于遠(yuǎn)離熱源的末梢熱用戶,水力失調(diào)主要表現(xiàn)是:各管段流量輸配不合理,致使各個(gè)用戶的室溫冷熱不均,靠近熱源近端的用戶過熱,遠(yuǎn)端過冷,即行業(yè)內(nèi)常說(shuō)的水平失調(diào)。
2供熱系統(tǒng)產(chǎn)生水力失調(diào)的原因
產(chǎn)生供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因較為復(fù)雜,既有設(shè)計(jì)上的,也有運(yùn)行管理上的,這些原因往往是不能完全避免的。
2.1在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí),由于各管道內(nèi)熱介質(zhì)流速不允許超過限定值,管徑規(guī)格有限,在網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)的流量分配下達(dá)到平衡。使熱用戶實(shí)際流量分配不能符合設(shè)計(jì)所需的流量要求,就會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
2.2當(dāng)有新接入熱用戶或部分熱用戶停運(yùn)時(shí),整個(gè)供熱管網(wǎng)阻力特性發(fā)生變化,也有可能導(dǎo)致水力失調(diào)。
2.3開始運(yùn)行時(shí)沒有很好地進(jìn)行初調(diào)節(jié),也會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。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(shí)際流量往往比規(guī)定流量要大得多,而位于網(wǎng)路遠(yuǎn)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(diào)需要通過網(wǎng)路的初調(diào)節(jié)來(lái)解決,否則,就會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
2.4部分熱用戶隨意增減散熱器,造成室內(nèi)水力工況變化,從而導(dǎo)致水力失調(diào)。
2.5隨意調(diào)整網(wǎng)路分支閥門或用戶入口閥門,均會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
2.6隨著運(yùn)行年限增長(zhǎng),部分老采暖管線堵塞.造成相關(guān)熱用戶流量減少,也會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
3水利平衡實(shí)現(xiàn)
對(duì)相對(duì)集中固定的供暖區(qū)域,一網(wǎng)的水力平衡易于實(shí)現(xiàn),,但對(duì)于二網(wǎng)而言,要做到水力平衡調(diào)節(jié),就要相對(duì)困難的多。二網(wǎng)由于節(jié)點(diǎn)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(dá)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(jìn)行調(diào)節(jié),由于調(diào)節(jié)難度較大,且實(shí)現(xiàn)公共建筑分時(shí)分溫后,負(fù)荷處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài),因此,該方法已不能滿足發(fā)展的需求。對(duì)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(diào)問題,同時(shí),戶計(jì)量的投入,水力工況更是動(dòng)態(tài)變化,常規(guī)方式已無(wú)法滿足需求。所以,動(dòng)態(tài)水力平衡調(diào)節(jié)是供暖發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。
3.1一網(wǎng)水力平衡實(shí)現(xiàn)。為滿足一網(wǎng)水力平衡,實(shí)現(xiàn)按需供熱,在每個(gè)端點(diǎn)即換熱系統(tǒng)的來(lái)水管線上加裝流量調(diào)節(jié)閥和超聲波流量計(jì)。通過控制中心SCADA系統(tǒng)的上述方式進(jìn)行進(jìn)行管網(wǎng)平衡計(jì)算,結(jié)果發(fā)送給換熱站的.SCADA系統(tǒng),根據(jù)該給定值進(jìn)行閥門開度控制,設(shè)定值由熱源SCADA系統(tǒng)根據(jù)換熱站反饋的各點(diǎn)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)定,換熱站SCADA系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)水力平衡。換熱站SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成及主要功能:(1)系統(tǒng)構(gòu)成(如圖):a.硬件系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集一次儀表、PLC、觸摸屏、一網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)閥或變頻泵(變頻器+泵)、氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)閥、通訊網(wǎng)絡(luò)、二網(wǎng)變頻泵、二網(wǎng)自動(dòng)補(bǔ)水等構(gòu)成。b.軟件由氣候補(bǔ)償軟件、一網(wǎng)水力平衡調(diào)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(shí)現(xiàn)。對(duì)于老式建筑:二網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方式與一網(wǎng)不同,區(qū)別在于網(wǎng)絡(luò)更復(fù)雜,因此需在樓棟末端加裝流量變送器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及熱能表(流量信號(hào)可取自熱能表),同時(shí)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(duì)應(yīng)的換熱站,數(shù)據(jù)經(jīng)換熱站SCADA系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算,結(jié)果發(fā)回到數(shù)據(jù)終端,其根據(jù)指令,對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行閉環(huán)PID調(diào)節(jié)。該執(zhí)行終端具有數(shù)據(jù)濾波和識(shí)別功能,當(dāng)換熱站指令不正常時(shí),維持原有狀態(tài),保證可靠供熱,同時(shí)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(jìn)行記錄及報(bào)警并進(jìn)行人工判斷,操作員可以將其設(shè)成手動(dòng)模式強(qiáng)制執(zhí)行指令,也可設(shè)置成自動(dòng)模式,進(jìn)行正常調(diào)節(jié)。
對(duì)新建筑而言,在進(jìn)行戶計(jì)量和戶平衡的同時(shí),在棟前進(jìn)行壓力調(diào)控,而不在以流量調(diào)控為主,無(wú)論用戶負(fù)荷如何變化,確保高端用戶達(dá)到按需供熱目的。當(dāng)由于管網(wǎng)的管阻較大,即使末端的電動(dòng)調(diào)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(cè)的數(shù)據(jù)可以識(shí)別出來(lái),通過計(jì)算后調(diào)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(dá)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(diào)節(jié),使前端壓力損失降低,可以確保末端壓力,且與調(diào)節(jié)前相比,總壓頭會(huì)下降,實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)節(jié)節(jié)能。
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