集中供热运行调节方式研究

集中供热运行调节方式研究

王彬

通辽热电有限责任公司 内蒙古 通辽市 028011

摘要：我国现阶段,虽然经济社会发展迅速,但是资源匮乏问题已经越来越凸显,尤其是供热方式以燃煤为主的城市,必将加剧对资源的供需矛盾;而且,我国供热装备技术落后,造成能源浪费现象严重,还有一些供热厂自身的深化改革不完善,造成浪费能源和供热全局分布不当等现象。

关键词：集中供热；运行调节；研究

引言

        集中供热是当前我国城市的冬季取暖基础性设施，随着城市供热面积的不断增大，对整个城市大气污染影响日益严重，供热系统整体的合理性、经济性越来越受到关注，如何采取有效的节能措施提高能源的利用率，降低能源消耗，保证供热系统的可靠性、改善的城市空气质量，是当前城市供热部门重点研究和解决的问题。供热系统供热调节的目的就是根据供暖热负荷随室外温度的改变而对热源的供热量进行调节控制，以便维持供暖建筑物室内所要求的温度。

1供热调节的类型及特点

        根据热量供应情况，可以将我国热量管理系统的温度控制分为中央、局部和个人设置。集中控制是一种简单、易于管理的热源温度控制。它是最重要的热量控制，尤其适用于大型供热调节。本地调节相对简单的本地调节提供了更大的灵活性，主要是在用户的各个热点或热源连接处进行温度控制。这种定制相对简单，可以满足用户的不同需求。即使是单一加热荷载加热系统，也需要个别加热站和加热使用者的本机调整，因此提供独特的应用优点。三是定制，即自动调节加热设备(如散热器、加热风扇和换热器)的温度，以满足用户的独特需求。

二、调节管理集中供热系统运行的方式

        供暖地区面积广泛、人口众多，导致实际的集中供热系统往往会承受一定的供热压力，而供热企业的集中供热质量更决定了当地供热效率与供热企业的经济效益发展续期。因此，做好集中供热系统的调节管理工作尤为关键。我国现阶段在集中供热系统调节运行的方式中，涵盖质调节以及量调节，这两种方式是主流调节方式。此外还有间歇调节以及分段流量改变调节等辅助调节方式。

        （一）质调节方式

        质调节属于一种极其常见的调节方式，在集中供热系统管理中有着十分优异的便捷性特点。这是由于直接调节供热系统阀门处来达到调控集中供热系统的功能。在质调节方式中，供热系统的水量大小往往会比较恒定，改变的只是温度大小。但是质调节方式还具有一定的缺陷之处，比如内部水容量大小恒定，而水温需要时刻控制在70℃以上才能够满足日常供热需求，显然这样完全会加剧供热成本，加上大多数供热企业的供热方式为燃煤燃烧供热。在大量的煤炭资源燃烧中，不仅会带来显著的经济成本增长，更在废气排放中带来空气污染。近些年来北方冬季雾霾现象， 也与这种现象有着十分密切的联系，导致室外空气质量严重不足， 为居民出行带来了显著的干扰作用。

        （二）量调节方式

        相较于质调节方式，量调节方式具有一定的灵活性，且具有良好的适应性特征。量调节的主要原理是根据当地供热区域气温的改变而使供热时间一分为三。即在气温下降之际，供热时间被称之为初寒期；而当气温在骤然下降之际，供热时间被称之为严寒期；当气温回升时，供热时间被称为末寒期。供热企业的质量循环系统内部供热水量会根据供热能力的大小呈现正比例关系。在初寒期供热时间以及末寒期供热时间中，区域供热需求压力相对比较小，此时需要应用小管道来适当缩减水流量；而当处于严寒期供热时间中，需要应用大管道来迅速提升供热水量大小。因此量调节方式具有一定的灵活性，更对于供热企业经济成本的控制以及环保理念的践行有着十分积极的帮助作用。但是同样存在一些缺陷，比如很多时候气候变化无常，这三个供热时间划分实际上并不精准，更难以真正保障居民供热质量。此外现阶段在量调节中需要用到的基础设施还需要有待完善，这样一来往往会对市政工程带来一定的基础设施建设压力。也就说，在量调节方式应用中还要加强政府部门的联合工作。

        （三）间歇调节方式

        一般来说，供热企业在集中供热中，尤其是末寒期初期，此时气温会逐渐上升，而供热企业热源锅炉运行时间也需要随着供热需求的缩减而减少。为了能够保障供热质量，当室外温度在达到集中供热系统的设计阈值时，需要利用连续供热的方式，但是需要对热源在额定出力状况下制定锅炉运行时间。假如热源难以满足额定出力标准，很有可能会降低对用户的供热质量。因此， 为了能够提高供热服务质量，还要落实环保经济原则，仅依靠理论研究往往很难达到这些要求。故而需要在其中构建完整的系统管理检测体系来实现全方位监控下间歇调节集中供热的目的。但是该系统技术由于不够完善、先进，实际利用情况比较少，但是可以预见，这种系统将会在未来供热领域中有着十分光明的前景。

        （四）分段流量改变调节

        分段流量改变调节方式是一种将质调节与量调节进行组合的调节方式。与单一的质量调节相比，当水流量在减少时，温度需要升高，而回水温度此时迅速降低，导致供水温度与回水温度之间的温差十分大。从散热器温度变化状况来看，无论是供水温度还是回水温度均比较平衡，充分综合了两种调节方式的优势之处， 达到节约能源以及减少热量浪费的目的。

3热负荷预测

        3.1时间序列法

        时间序列法是一种统计分析方法，根据研究指标按照时间的排序进行分析和预测。该方法处理数据量少，计算速度较快，适用于短期负荷预测。采用时间序列法进行热负荷预测的原则，并列出了3种数学模型，在工程中具有一定的参考价值。基于时间序列法建立了供热负荷预测的数学模型，通过对负荷时间序列的平稳化处理及对平稳序列建立ARMA模型等过程，将所得模型与实际运行数据进行对比，所得平均相对误差为2.7%，拟合效果较好。采用混沌理论对供热负荷混沌时间序列进行了预报研究，提出了一种避免人为主观性的基于Volterra自适应滤波器的负荷预报方法，揭示了热负荷时间序列的动态特性。通过一种基于乘积季节ARIMA模型的热负荷预报法预测未来24h的供热负荷，日预报平均误差为1.45%，满足工程需要。

        3.2分阶段变流量质调节改进

        相较于“大流量小温差”的质调节运行模式，分阶段改变流量的质调节模式虽然有了一定的改进，但具体的调节数据依赖经验，对供热管网的水力工况以及系统运行的经济性考虑得不够。针对此情况，国内学者进行了深入的定量研究。从循环水泵经济性的角度出发,给出了采用分阶段变流量质调节的经济流量比的确定方法，并在经济性和稳定性方面得出了两阶段变流量质调节的运行方式比三阶段变流量质调节的运行方式更加合理。在一、二次网均采用分阶段定供水温度结合被动量调节的调节方式，室内温度的波动最小，热舒适性最好，系统相对流量比高于30%时，随着供水温度升高，输配能耗减小。以天津地区为研究对象，将采用分阶段变流量的质调节方式的供暖期分为10个阶段，与传统划分方式相比，循环泵的能耗下降了13%。采用分阶段变流量的质调节在一定程度上兼顾了水力安全及功耗经济性，并且一些研究者根据研究地区的气候特点给出了更为细致的分阶段的定量方法，进一步降低了系统能耗，对于大规模供热系统改进调节方式具有一定的借鉴意义。对于新建的系统，在保证供暖质量的前提下可以深入挖掘系统的节能潜力，更全面地考虑用户端热负荷的变化情况及相互影响，定量地找出主要影响因素并进行监控调节，真正实现经济地按需供能和用能。

参考文献

        [1]姜惠文.集中供热热网控制调节技术分析[J].科技风,2019(19):128.

        [2]王立超,王强,张磊.浅析集中供热系统二级网水力平衡调节[J].区域供热,2019(03):85-91.

        [3]鞠颂. 北方寒冷地区集中供热节能改造控制系统运行研究[D].沈阳建筑大学,2019.