浅谈供热系统的平衡调控

唐嘉源

摘要：在我国的能源工业中，供暖是最重要的取暖方式之一，尤其是在我国北部城市,加热系统至关重要。运转良好的加热系统可以确保人们在一个温暖，舒适的环境居住。工作和生活是在这样的环境下完成的，因此在我国北部，供热系统非常重要。

关键词：全网平衡控制;喷射泵;热网

目前，集中供热是我国的主要问题，许多城市的供暖系统规模超过1000万平方米，甚至超过1亿平方米。这种类型的加热系统的问题主要有水力和热力，以及热源供热和加热系统的热量需求之间失衡的问题。一方面，加热效果不好，另一方面，导致过度加热。本文旨在讨论如何解决供热系统的全局平衡管理问题并应用技术解决方案。

一、供热系统的基本概况

1.供热系统的构成

城市供热系统分为三部分：热源，供热系统和热用户。热源是热的生产者，主要是指产生温度和压力热媒的电热厂和锅炉室，可以燃烧煤炭或天然气以产生热量。供热系统由区域供热蒸汽管网以及热水管网组成，其主要负责运输和分配热媒、建立热源和用户之间的联系。

2.供热系统的分类

根据不同类型的热源，可分为热电厂供热系统和锅炉房区域供热系统。根据热环境，可分为蒸汽加热系统和热水加热系统：根据供热管道的不同，可分为单控制系统、双控制系统和单双混合供热系统。

3.供热系统的工作原理

低温热媒在热源中加热，吸收热量，成为高温热媒，通过城市输热管道输送到各居民区、企业的换热器、热水交换器、热水在高温管道与二级网通过换热器交换热量。换热后，热量进入二级网流入各个房间。通过散热设备释放热量。冷却后，温度降低，成为低温热媒，然后通过回收管道返回热源进行处理。这是连续循环，使热量从热源到室内，以补充室内的热量损失，保持室内温度。

二、全网平衡控制

舒适供热是指根据露天温度变化及时控制供热，确保室内温度达到目标要求，外部温度可以通过热力企业自行建立标准收集的外部天气点，也可以通过与当地气象部门联系获得外部温度后需要再对热度进行控制。

均匀性供热是指整个网络所有供热站持续供热的满意度，根据最不利循环供热站的加热参数，控制其他供热站的加热温度，可以达到均匀加热的效果，但有时对不良循环站的加热效果太差，如果其控制导致所有站的热效应恶化，则有必要权衡这一因素，选择次不利采暖循环的加热参数。同时，我们增加了手动温度校正的参数，规划者可以根据具体需要灵活参与全网平衡控制。

二、喷射泵技术

供热系统失衡问题是供热行业常见的痛点，没有非常有效的解决手段，冷热失衡、供热过度、供热成本高、用户满意度低等问题屡见不鲜。根据实证分析，忽略二级网络电阻的影响引起的流量差异为正负5%。

1.喷射泵在一、二级网直连系统的应用

供热系统实际一级网和二级网的换热，往往采用换供热站进行一级网和二级网的换热，存在一级网的流量不足，换热效果差，换热效率低，近端用户过热，远端用户不热等问题。基于喷射泵的原理，可以利用一级网和二级网之间的大压差，在一级网和二级网之间安装喷射泵，取代换供热站内的板换和二级网的循环泵，如图所示。直接换热无热损失，比间接换热效率高，减少热损，大大提高了换热效率。同时，拉大了一级网的供回水温差，解决了一级网因流量不足而热量不足的问题，满足末端用户用热需求的同时，还提高了系统的供热能力，扩大供热范围。

图喷射泵在一、二级网直连的应用示意图

2.喷射泵在楼栋入口处的应用

图喷射泵在楼栋入口处的应用示意图

喷射泵混水技术在楼栋入口处的应用较早，即在楼栋前热力入口处安装喷射泵，如图所示，将二级网的供水与末端回水混合后送往末端用户，使得二级干管以“小流量大温差”运行，末端用户以“大流量小温差”运行，大大提高了整个供热系统的水力稳定性，且降低了二级网循环泵的电耗以及解决了因水力不平衡带来的室内温度冷热不均等问题。还适用于末端同时存在地暖、散热器等供水温度需求不一样的供热系统，通过不同的混水量，混合出适合不同末端形式所需的供水温度，确保安全高效的运行。

喷射泵在楼栋入口处的应用，还可以结合二网变频循环泵，可实现供热系统的质调节和量调节。采用质调节时，只改变供回水温差，不改变管网的流量，来调节供热量，满足不同负荷的变化需求。采用量调节时，通过变频泵调节水泵的频率，改变混水量，来调节供热量，满足不同负荷的变化需求。喷射泵与变频泵结合的混水供热技术，不仅仅解决了水力失调严重和室内过热损失的问题，还降低了阀门的节流损失，更大程度上实现节电和节热。

3.喷射泵在高低区系统的应用

随着建筑高度的不断增加，供热系统往往同时存在高区供热管网和低区供热管网，在低区供热管网上直连高区供热管网，流经高区的回水压力过大，使得回水干管上的压力过大，供回水压差减小，使得低区的流量不足，影响低区的供热质量。常规采用安装节流阀门的方法实现高区回水的节流降压，使得加压泵提供的能量大部分消耗在阀门上。

喷射泵可以将浪费在节流阀上面的能量利用起来，将高区的回水和低区的回水混合，提高混合后的回水压力，起到了回水管网上安装加压泵的作用，如图所示。在不需要消耗任何额外能源的情况下，提升了供热系统的整体供热能力，实现节能的目的。

图喷射泵在高低区系统的应用示意图

喷射泵还可以利用散热器的回水给地暖系统的高低区供热，如图所示，将散热器的回水送至高、低区的地暖热用户，通过喷射泵将地暖高低区的回水混合，降低高区地暖回水的压力，提高低区地暖回水的压力，同时提升了回水干管的压力，起到了回水加压泵的功能。采用散热器回水，也不需要混水来满足地暖的供水温度需求，充分的利用了热量。对于末端用户同时存在散热器和地暖高低区的形式，为喷射泵的应用提供了一种新的方式。

三、共享专家调度

良好的规划是供热系统安全经济运行的保障，也是供热系统技术改造的重要支撑，可发挥供热设施10%以上的节能优势。只有走专家调度分配的技术路线，才能提高整个供热系统的运行水平。八十年代以来，热电网自控技术的发展，为专家规划的交流提供了基本的技术保障，在现有热电联控网络的基础上，为整个热电行业搭建了专家调度平台，结合了热电行业的优秀技术人员，服务于整个热电行业。我们努力整合资源，打造下一个核心竞争力。

1. 热网自营和维护中心。为区供热公用设施提供标准化设备的PLC，建设热控系统，以及提供长期和持续的维护服务。

2. 供热公司产生数据中心。为地区供热公司建设生产经营数据中心，管理供热企业的生产经营数据，为云平台提供数据接口。

3. 云加热建模平台。创建基于云的热系统建模和分析平台，组织热行业专家提供规划、设计、改造、故障分析和应急预案等技术服务。

四、供热系统调节控制策略

1.排除锅炉改造隐患

在火电厂锅炉改造之前，进行了大量的研究和分析，规划了锅炉改造方案，考虑了锅炉改造的危险性，避免了管径较小的管道，尽可能多地选择直径较大的管道。对于一些现有的小管道，以及使用时间过长的旧管道，需要及时更换，按照合理的程序要求改进施工，避免出现其他可能出现的问题，认真处理热源转换。

2.及时解决管道失水问题

铺设管道后，应在供暖停止期间定期检查，并及时更换腐蚀管。对于不需要更换的管道，可以在管道的外侧应用适当的腐蚀保护，以防止管道进一步氧化和腐蚀。管道温度变化，产生热膨胀和冷收缩现象，在设计管道时必须充分考虑，热网的运行，管道可以绝缘处理，例如，补偿器可以安装在管段上，或使用高裂纹耐性材料，严禁使用易碎材料。

集中供热系统仍然是我国供热的主要形式，我们通过综合运用热网自控技术、网络平衡管理技术、反应泵技术、专家规划技术、互联网技术、物联网技术等，消除不热户，消除过热户，实现从10%到30%的节热，从30%提高到80%，使天空更蓝，让冬天更温暖。

参考文献

[1]杨冬一.供热系统平衡调节与节能降耗方式[J].建筑工程技术与设计,2017,000(026):2297-2297.

[2]刘永泽.供热系统平衡调节分析[J].中国房地产业,2016,000(001):198-198.