论文部分内容阅读
摘 要： 城市供热系统的运行调节是一项非常复杂的工作。由于热力供应网络覆盖面积大、网络内影响主要系统运行参数的因素较多。因此通常存在不同程度的水力失调现象。要想让供热系统按照设计参数实现理想化的运行，需要对供热系统内各级网络的运行参数进行动态的监控和实时的调节。这在现实的供热系统管理中是很难实现的。但是随着自动化控制技术和计算机与网络通讯技术的发展，在传统的供热运行调节技术的基础上，将供热系统运行调节从人工转变为自动化控制，通过网络实现对供热系统运行参数的全天候监测与调试，可以让系统的热平衡接近理想状态，节约供热的热源消耗和系统自身运行的能耗，提高供热质量。
关键词： 供热运行调节；热网平衡；自动化控制；动态调节
【中图分类号】 TM621. 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）10-0263-01
引言：
供热系统的结构决定了终端用户与供热站之间距离的远近不同，因此用户在相同供热流量和温度的条件下获得的供热效果是有差距的。此外用户室内供热系统结构和设备各不相同，建筑物本身的保温节能效果差异也造成了用户无法得到一致的舒适温度。面对这些系统运行中出现的供热不平衡的问题，供热系统的调节办法通常是提高系统供热介质的温度或流量，尽量让所有热力用户的室内温度达到供暖最低标准。但这无疑会造成部分用户室内温度过高，系统运行能耗以及热量散失的大幅上升，每年因此造成的能源浪费都十分可观。
一、影响供热系统热平衡的主要原因
城市供热系统的运行参数设计基于满足终端热用户的冬季采暖需要。根据冬季室外温度、室内舒适温度、室内面积等计算用户需要的供热量，确定用户需要的供热流量。但是由于供热管网在实际运行中由于种种原因导致用户的供热流量和设计的理想流量出现偏差。最终部分热用户得到的实际供热效果与设计的供热温度会出现较大的偏差，出现室内温度过高或过低，达不到体感舒适的采暖效果。这一现象被定义为水力失调[1]。目前水力失调是影响供热系统运行热平衡的主要原因。而导致水力失调现象的因素非常复杂，既有供热系统设计和运行方式产生的必然因素，也有由于系统构成和运行状态处于动态变化的因素。而这些因素导致水力失调的作用机理大同小异，大体可以归结为这些因素导致了系统主要运行参数偏离了设计标准。例如由于城市建设的推进导致某一个区域的供热负荷增加、管网内部由于水垢或锈蚀造成管径发生变化或者用户擅自改变室内供暖设备的设计结构。
二、供热系统运行调节技术原理及其特点
（一）改变系统的供热温度。
通过改变系统的供热介质温度的办法保障用户的室内温度达到供暖标准是一种简便有效的手段。这种办法会使系统运行能量的消耗增加，但是却方便系统调节的自动化控制。所以主要被应用于供热系统的热源处集中调节。并且通常要与其它调节手段结合运用。
（二）改变系统运行的流量。
供热系统的热介质流量调节可以通过调节循环水泵的工作参数实现，或者在系统的局部设置阀门，以便根据实际供热需要调节局部的热介质流量。使用流量调节方式改善系统运行的热平衡在实际运用中也存在很多问题。首先由于系统运行参数的变化情况没有特定的规律。因此系统运行的参数在供暖季开始时的初调后，无法实时精确的获取各流量控制点的系统运行参数[2]。尤其是用户端的系统温度、压力以及流量参数。因此流量的调节手段对主要运行参数的调整也难以让系统运行接近设计的热平衡状态。其次在供暖季室外温度也处于不断的变化中，用户的供暖需求因天气的变化会出现更多的差异。
（三）分时供热。
当供热系统的热介质为蒸汽时，上述两种方式无法有效调节系统的运行参数。通常只能采取调整日供暖时间来改变供热效果，例如在一天中温度较高的时间段暂停热力供应。此外部分公共建筑由于节假日处于空置状态，这种分时供热的调节方式也被运用于其热水供热系统，实现按需供热、节约能源。
（四）供热系统运行调节技术的综合运用。
鉴于供热介质温度调节与流量调节各自的局限性与工作特点，实际的供热系统运行调节中通常采取两种方式分区域、分时段配合使用[3]。以便能够让系统运行状态接近理想的热平衡、让用户获得舒适的供热效果的同时，尽量减少系统运行的能耗。普遍的做法是把一个供暖季划分成几个阶段，根据这几个阶段的户外温度设置相应的系统供热流量。即每一个供热阶段的系统流量是固定不变的，然后再根据具体的供热需求变化使用改变介质温度的办法对系统进行进一步的调适。这两种综合运用的方式解决了部分系统能耗问题和系统运行调节的精确度问题，是目前应用较多的解决方案。
三、供热系统运行调节技术的发展方向
（一）供热系统运行参数的智能化实时监测。
由于物联网、人工智能和计算机与网络通讯技术的发展，在很多企业的生产和管理领域都实现了智能化和自动化。鉴于供热系统运行调节对系统主要参数实时采集与分析的需要，未来对供热系统运行状态的监测技术的进一步研究，应该着眼于系统内所有控制节点和主要设施、设备运用物联网技术实现联网，并建立起运行状态的实时监测系统[4]。对实时采集的系统运行参数进行采集和分析，用于指导系统运行的调节。
（二）供热系统运行调节的自动化。
基于上述系统运行状态的实时监控获取的系统运行参数，管理人员可以根据用户供暖需求的变化，通过自动化的管理系统向终端控制装置发出指令。利用设置在系统各控制节点应用的自动化技术的阀门、变频器等设施，实时调整系统的流量、压力和温度等运行参数，实现真正的按需供暖。
四、结束语
我国的城市供暖系统在节能减排方面存在很大的改进空间。探索运用新兴的科学技术手段对系统运行参数进行精确的采集和分析，对系统的管理施行自动化和智能化的改造，能夠节约大量的能源和提升供暖服务质量。
作者简介：刘 涛，1993年参加工作从事电焊工，1999年改成电工，2001年改成管工，至今，男，1973年5月13日，在大庆油田有限责任公司矿区服务事业部物业管理二公司乘风三分公司从事管工工作，热网调节热网平衡专业。
参考文献
[1] 王林刚. 浅析有效做好供热管网运行调节工作[J]. 军民两用技术与产品， 2017（20）：158-159.
[2] 李俊锋. 浅谈如何优化集中供热管网运行调节的研究[J]. 工程技术：全文版， 2016（7）：00218-00218.
关键词： 供热运行调节；热网平衡；自动化控制；动态调节
【中图分类号】 TM621. 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）10-0263-01
引言：
供热系统的结构决定了终端用户与供热站之间距离的远近不同，因此用户在相同供热流量和温度的条件下获得的供热效果是有差距的。此外用户室内供热系统结构和设备各不相同，建筑物本身的保温节能效果差异也造成了用户无法得到一致的舒适温度。面对这些系统运行中出现的供热不平衡的问题，供热系统的调节办法通常是提高系统供热介质的温度或流量，尽量让所有热力用户的室内温度达到供暖最低标准。但这无疑会造成部分用户室内温度过高，系统运行能耗以及热量散失的大幅上升，每年因此造成的能源浪费都十分可观。
一、影响供热系统热平衡的主要原因
城市供热系统的运行参数设计基于满足终端热用户的冬季采暖需要。根据冬季室外温度、室内舒适温度、室内面积等计算用户需要的供热量，确定用户需要的供热流量。但是由于供热管网在实际运行中由于种种原因导致用户的供热流量和设计的理想流量出现偏差。最终部分热用户得到的实际供热效果与设计的供热温度会出现较大的偏差，出现室内温度过高或过低，达不到体感舒适的采暖效果。这一现象被定义为水力失调[1]。目前水力失调是影响供热系统运行热平衡的主要原因。而导致水力失调现象的因素非常复杂，既有供热系统设计和运行方式产生的必然因素，也有由于系统构成和运行状态处于动态变化的因素。而这些因素导致水力失调的作用机理大同小异，大体可以归结为这些因素导致了系统主要运行参数偏离了设计标准。例如由于城市建设的推进导致某一个区域的供热负荷增加、管网内部由于水垢或锈蚀造成管径发生变化或者用户擅自改变室内供暖设备的设计结构。
二、供热系统运行调节技术原理及其特点
（一）改变系统的供热温度。
通过改变系统的供热介质温度的办法保障用户的室内温度达到供暖标准是一种简便有效的手段。这种办法会使系统运行能量的消耗增加，但是却方便系统调节的自动化控制。所以主要被应用于供热系统的热源处集中调节。并且通常要与其它调节手段结合运用。
（二）改变系统运行的流量。
供热系统的热介质流量调节可以通过调节循环水泵的工作参数实现，或者在系统的局部设置阀门，以便根据实际供热需要调节局部的热介质流量。使用流量调节方式改善系统运行的热平衡在实际运用中也存在很多问题。首先由于系统运行参数的变化情况没有特定的规律。因此系统运行的参数在供暖季开始时的初调后，无法实时精确的获取各流量控制点的系统运行参数[2]。尤其是用户端的系统温度、压力以及流量参数。因此流量的调节手段对主要运行参数的调整也难以让系统运行接近设计的热平衡状态。其次在供暖季室外温度也处于不断的变化中，用户的供暖需求因天气的变化会出现更多的差异。
（三）分时供热。
当供热系统的热介质为蒸汽时，上述两种方式无法有效调节系统的运行参数。通常只能采取调整日供暖时间来改变供热效果，例如在一天中温度较高的时间段暂停热力供应。此外部分公共建筑由于节假日处于空置状态，这种分时供热的调节方式也被运用于其热水供热系统，实现按需供热、节约能源。
（四）供热系统运行调节技术的综合运用。
鉴于供热介质温度调节与流量调节各自的局限性与工作特点，实际的供热系统运行调节中通常采取两种方式分区域、分时段配合使用[3]。以便能够让系统运行状态接近理想的热平衡、让用户获得舒适的供热效果的同时，尽量减少系统运行的能耗。普遍的做法是把一个供暖季划分成几个阶段，根据这几个阶段的户外温度设置相应的系统供热流量。即每一个供热阶段的系统流量是固定不变的，然后再根据具体的供热需求变化使用改变介质温度的办法对系统进行进一步的调适。这两种综合运用的方式解决了部分系统能耗问题和系统运行调节的精确度问题，是目前应用较多的解决方案。
三、供热系统运行调节技术的发展方向
（一）供热系统运行参数的智能化实时监测。
由于物联网、人工智能和计算机与网络通讯技术的发展，在很多企业的生产和管理领域都实现了智能化和自动化。鉴于供热系统运行调节对系统主要参数实时采集与分析的需要，未来对供热系统运行状态的监测技术的进一步研究，应该着眼于系统内所有控制节点和主要设施、设备运用物联网技术实现联网，并建立起运行状态的实时监测系统[4]。对实时采集的系统运行参数进行采集和分析，用于指导系统运行的调节。
（二）供热系统运行调节的自动化。
基于上述系统运行状态的实时监控获取的系统运行参数，管理人员可以根据用户供暖需求的变化，通过自动化的管理系统向终端控制装置发出指令。利用设置在系统各控制节点应用的自动化技术的阀门、变频器等设施，实时调整系统的流量、压力和温度等运行参数，实现真正的按需供暖。
四、结束语
我国的城市供暖系统在节能减排方面存在很大的改进空间。探索运用新兴的科学技术手段对系统运行参数进行精确的采集和分析，对系统的管理施行自动化和智能化的改造，能夠节约大量的能源和提升供暖服务质量。
作者简介：刘 涛，1993年参加工作从事电焊工，1999年改成电工，2001年改成管工，至今，男，1973年5月13日，在大庆油田有限责任公司矿区服务事业部物业管理二公司乘风三分公司从事管工工作，热网调节热网平衡专业。
参考文献
[1] 王林刚. 浅析有效做好供热管网运行调节工作[J]. 军民两用技术与产品， 2017（20）：158-159.
[2] 李俊锋. 浅谈如何优化集中供热管网运行调节的研究[J]. 工程技术：全文版， 2016（7）：00218-00218.