集中供热二次网运行水力平衡调节浅谈

集中供热二次网运行水力平衡调节浅谈

陈大伟

辽宁省城乡建设集团有限责任公司110006

摘要:《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》指出要全面提升热网系统效率，有效降低取暖能耗。通过二次网水力平衡调节，一方面可以从根本上提高热网效率，减少燃料和输送热力电能的使用，实现节能减排的目的；另一方面，可以改善热用户舒适度，使供热不均衡现象降到最低。

本文通过对各种常用调节方式的实践，对比各种方式的优缺点，给实际运行调节提出指导性意见。

关键词：水力平衡；回水温度平衡法；比例法；粗调法

一、二次网水力平衡现状

截至2016年底，我国北方取暖面积206亿平方米，南方供暖区域有从秦岭-淮河一线向南推移的趋势。同时，国家对清洁取暖提出了更高要求。在此背景下，二次网水力平衡调节成为集中供热的首要工作。

目前，大量供暖企业已实现换热站无人值守，一次网水力失调得到很好的控制。但二次网系统复杂，大部分企业仍在使用关断阀门代替调节阀门。理论上讲，自力式平衡阀、手动调节阀在水力计算完善，运行工况偏离设计工况不大的前提下，可以很好的解决水力平衡问题。但老旧小区原始设计资料不足，更换或加装热网平衡装置又需要较大投资，供暖企业改造热情不高；部分新建小区用户私改户内散热设施，导致系统运行工况偏离设计工况，造成按设计工况安装的平衡装置失灵、闲置。

综上，通过平衡装置解决二次网水力平衡问题虽有可行性，但并未大范围推广，而操作人员对该问题认识不足，水力平衡工作繁琐导致二次网水力失调问题一直困扰着供暖企业。

二、二次网水力平衡的必要性

某供暖企业2015-2016供暖期间室温不达标投诉量占比表%

注：“孤岛”运行指的是热用户把山靠顶或者周边热用户都停供的情况。

可以看出，除初寒期系统积气量较大引起的投诉量极大外，严寒期和末寒期室温不达标的主要原因是水力失调和“孤岛”运行。供暖企业为追求热力工况稳定，使热用户室温一致，常采用“大流量，小温差”运行。提高二次网循环流量，使末端流量接近设计工况，增加散热量；近端流量超出设计工况过多，对数温差不变的情况下，散热器散热量饱和。该种方式可以迅速缓解水力失调，但因为循环泵耗电量与流量的3次方成正比，提高流量会增加耗电量。

三、水力平衡调节方法选取

1、回水温度平衡法：

根据散热器散热量计算公式：

Q=CGΔt，

Q:散热量

C：常数

G：通过散热设备流量

Δt：供回水温差

当实际流量大于设计流量时，供回水温差减小，回水温度高于规定值，当实际流量小于设计流量时，供回水温差增大，回水温度低于规定值。只要将回水温度调节到相等，就可以达到均匀调节的目的。

供暖后，员工携测温装置，逐单元测回水温度，并根据结果调节出口阀门开度，隔一段时间，系统再平衡后，进行下一轮调节，直到用户水力平衡为止。上述方法缺点：1、只有热运行后才能调节；2、每次调节后都要等一段时间，系统再平衡后才能进行下一轮调节；3、对供热半径大的小区，近端水力失调严重的时候，效果不明显。4、测温装置受操作影响大，但方法简易，对人员要求不高，使用工具简单，投资费用低，可在整个采暖期进行操作。

2、比例法

当用户系统阻力系数一定时，系统上游端的调节，将引起用户流量成比例变化。也就是说，当用户阀门未调节时，系统上游端的调节，将使用户流量的变化遵循一致等比失调的规律。

该种方法每组需要配备流量计2台，笔记本电脑1台，操作人员3名，对讲机若干。

1.全开系统所有阀门，用便携流量计测量循环泵出口流量，调节变频器调整系统总循环流量到设计流量的1.1倍。

2.利用便携流量计测量FA,FB,FC支线流量。

3.计算各支线的水力失调度x

xi=Gi/Gi‘i=1.2.3

xi——支线序号

Gi——支线中实测流量，m3/h

Gi‘——支线中设计流量，m3/h

4.对水力失调度按从大到小排序，作为调节顺序。枝状管网未进行初调节时，近端用户的水力失调度大于1，远端用户的水力失调度小于1，一般都从近端支线开始调节。在本例中，从A支线开始调节

5.支线内用户的平衡调节

（1）首先测量被A支线内各用户的流量，并计算水力失调度,以水力失调度最小的作为参考用户。

（2）从调节末端用户A1开始，调节FA1，将A1的水力失调度调节到A3水力失调度的95%。

（3）调节A2的平衡阀，使A2和1的水力失调度相等，在调节FA2时，保持对A1的流量监测，但不对阀门调节。

（4）始终以A1为参考，按步骤（3）的方法，依次调整A3,A4的水力失调度。

（5）A支线内部调节完毕后，按上述方法依次调节B,C支线。

6.支线之间的平衡调节

（1）重新测量各支线流量，并以水力失调度最小的支线作为参考。

（2）从末端支线开始调节，调节Fc，使C支线水力失调度调节到参考值的95%。

（3）采用和5中一样的方法，调节FB,FA,最终使三条支线水力失调度相同。

7.调整水泵频率，使整个管网的水力失调度x=1。

调节工作完成。

此方法缺点：1.人员要求高，调节速度不快，对于熟练人员，预先做好准备工作的前提下，调节10万平的小区要2到3天。2.设备基本为进口，昂贵，当大范围应用该方案时，需要2到3组人同时工作才能在供暖前期完成。设备投资不可小视，且要考虑大量进行测量工作时设备的探头损坏问题。3.管道保温需要清除，防锈漆要打磨掉，随身携带的工具多，管网锈蚀严重的流量数据读数不准。4.在测量读数时，静态徒手操作多，严寒期户外温度低，无法长时间测量。5.不适用于同程式系统。6.对小区管网实际管网走向情况掌握要求较高。7.流量计前后直管段无法保障的情况下测量误差不可避免。

优点：1.读数直观，调节阀门时能看到即时流量反应，比较精确。2.冷态运行就可以调节，供暖运行后工作量少，节能减排效果好。3.在供热半径较大的情况下，比例法仍可奏效。

3.粗调法

调节方法：1.全开系统所有阀门，用便携流量计测量循环泵出口总流量，调节变频器调整系统总循环流量到设计流量的1.1倍。2.以换热站为基准，由近及远，最近的支线、用户，将其过渡流量调到设计流量的80-85%，较近的支线、用户，过渡流量调到设计流量的85-90%，较远的支线、用户，过渡流量调到设计流量的90-95%，最远用户不予调节。

粗调法调节速度快，可以在冷态运行中完成大面积水力平衡调节。供暖后，再辅助以温度调节法，能取得很好的效果。

四、结论

所有的调节方式都有优势和局限性，选取适合实际情况的调节方式极为重要。加强运行精细化管理，强化员工责任心，可使二次网水力平衡调节工作更顺利的进行。

参考文献

[1]《供热工程》（第四版）.贺平,孙刚,王飞,吴华新.

[2]《供热系统运行调节与控制》.石兆玉.