供暖运行节能技术

第六节　供暖运行节能技术

运行调节是指当热负荷发生变化时，为实现按需供热，而对供热系统的流量、供水温度等进行的调节。供热调节的目的，是使供暖用户散热设备的散热量与用户热负荷的变化规律例如天气变化、用热量的改变等相适应，以防止供暖热用户出现室温过高或过低。

一、供暖运行调节方法概述

据供热调节地点不同，供热调节可分为集中调节、局部调节和个体调节3种方式。集中调节在热源处进行调节，局部调节在热力站或用户入口处进行调节，而个体调节直接在散热设备(如散热器、暖风机、换热器等)处进行调节，如分户计量供热系统中用户的自主调节。

集中供热调节容易实施，运行管理方便，是最主要的供热调节方法。但集中调节往往辅以局部调节以更好达到供热调节目的。对于分户计量的供暖系统，用户根据自己的需要进行个体调节。对多种要求不同热用户的供热调节，需要3种调节方式综合使用，通常称为供热综合调节。

集中供热调节的方法，主要有下列几种。

(1)量调节。通过改变网路的循环水量，达到改变末端用户热用量的目的。该方法的主要特征是:仅改变水流量，而供水温度不变。该方法节省电耗，但由于室外温度的改变而改变热网流量，将会造成热用户系统水力失调，因此很少单独使用。

(2)质调节。通过改变网路的供水温度，达到改变末端用户热用量的目的。该方法的主要特征是:仅改变供回水温度，循环水量不变，网路水力稳定性好，运行管理方便。由于水量不变，电耗也不改变。该方法水温过低时，对末端用户的暖风系统和热水供应系统均不利。

(3)分阶段改变流量的质调节。改变网路的供水温度，同时在不同阶段改变网路的循环水量，达到改变末端用户热用量的目的。该方法供水温度变化的同时，热网水流量也发生阶段变化，介于质调与量调之间，具有两种方式的优点，可以满足最佳工况要求。

(4)间歇调节。不改变热网水流量和供水温度，而改变每天的供热时数来调节供热量，来达到改变末端用户热用量的目的。这种调节方法主要用于供暖初期或末期，对具有较好的蓄热能力的建筑物更为适用。

(5)质量－流量调节。同时改变网路供水温度和流量，达到改变末端用户热用量的目的。该方法供水温度变化的同时，同时热网水流量也可以根据设定状况发生变化，可综合运用质调节和量调节两种方法，从而更好地满足工况要求，但调节复杂。

二、供热系统运行调节存在的问题

传统的供热系统运行调节从理论上可以做到很完善，但实际运行过程中由于多种因素仍然会出现运行管理调控、“间歇”运行、大流量小温差等问题，导致供热系统运行过程控制不能做到理想状态。

1.运行管理调控问题

在供热期之前，必须根据历年运行的实际情况，制定出采暖期随室外温度变化的热网供热参数调控曲线(调控表)。运行时根据室外气候的变化认真调控，以期达到既保证供热质量，又节能的目的。但目前有许多供热企业从来未制定过这些调节曲线(表)，只是凭一些不全面的经验和主观预测运行。如果要求锅炉的供热负荷改变，就必须改变锅炉给煤量和鼓、引风量，来满足网路所要求的供、回水温度，在运行中难以实现。即使有专人每天去调节，也很难以供回水温度为依据准确地掌握每天所要求的供热量。

各供热系统在运行时都会有影响供热质量和节能效果的几种主要因素，如供热量、循环水量、供回水温差、供回水压力、水力工况等等。但其中必有一项或两项是主要因素，应重点抓住。在一般情况下供热量和循环水量都能达到要求或超过要求时，供热效果主要取决于系统的水力工况，即应通过认真的调网，不但使一级网达到水力平衡，而且还必须使二级网和楼内的采暖系统达到水力平衡。而二级网和楼内水力平衡是经常被忽视的地方。采取一切手段下大力气根除全网的水力失调是供热系统能良好运行的首要条件，也是节能的必要条件，应认真抓好。

2.“间歇”运行带来相关问题

就目前情况来看，大部分供热系统都是锅炉设备大、用户负荷小，所以在运行过程中锅炉不得不“间歇运行”，即使在冬季最冷时也只能这样。在一些中小城市和县城的供热企业中，原始的间歇式供热方式也被普遍采用，并被错误地认为是节能的好方法。间歇式供热方式是在蒸汽采暖时代被普遍采用的一种供热方式。但热水采暖若采用间歇运行的方式，系统在运行过程中，锅炉颇繁起火压火，网路供、回水温度总是在不断变化。如果按间歇调节的方式来控制锅炉运行时间和供水温度，那么锅炉运行在起火和压火过程中的供热量是无法估计的。这样必然导致系统热用户时冷时热、冷热不均或造成不必要的浪费。大量的理论研究和实际测试表明:热水采暖系统中采用间歇式供热方式不但供热效果差、室温波动大，而且能源消耗也大于连续供热。同时还会因为系统工作不稳定而带来一系列维修、调节(如系统经常存空气等)问题。因此间歇式供热方式已逐步被淘汰。

3.大流量小温差问题

为避免现实中出现的热力失调等现象，目前很多供热系统简单地采取了大流量、小温差运行的运行方案。按传热学基本理论可知:供热系统输送相同热量时，供回水温差越小，则系统的循环水量越大，管网的阻力损失也越大，消耗电能就越多。如果供热半径大，输送距离远，可能中间还需要增设中继泵站。大量的工程实践证明，只要适当提高供回水温差，就可以取消中继泵站。既节约了大量建设投资，又节约了运行费用和运行管理人员。

许多供热系统一级网温差最高有30℃左右，而二级网温差只有5℃左右。浪费了大量电能。按规范设计二级网的标准设计温差为25℃，即室内采暖系统的设计温差。但实践证明，实际运行时如果按此温差供热，则室内采暖系统会同时出现水平失调和垂直失调。综合种种因素，理想的二级网供回水温差应控制在15～20℃，应充分认识到提高供回水运行温差的重要作用。

三、集中供热系统节能运行整体调控措施

针对供热运行过程常出现的问题，常采用集中供热系统节能运行整体调控来解决。下面来详细介绍这种方法。

集中供热系统节能运行整体调控是在间接供热的一次水系统中，将电动恒流量调节阀安装在各个换热站的一次水管路上，应用远程自动控制系统适时调节各个换热站的循环水量。保证各个换热站都能得到合理的流量，根除管网系统的水力失调，并实现以最小的循环水量和尽可能大的供回水温差向二次网供给热量。还可以根据气候变化和用户需求适时改变流量以满足供热量的需求，与变频循环水泵配合就可以大幅降低供热量和循环泵电耗，真正实现实时变流量变温差的高效节能运行。

在直供系统和换热站二次管网系统中，将恒流量调节阀安装在各个建筑物的热力入口，以保证各个建筑得到合理的流量。根除水力失调得到的节能效益就是减小了水平方向的用户室温差，减少了过热用户多余的能耗，使系统总供热量趋于合理。同时解决了末端用户室温过低的问题，得到很好的社会效益。在此基础上，及时调整循环水泵的流量和扬程，降低循环水泵电机的功率，以最小的循环动力和最少的循环水量，保证良好的供热效果，最大限度地降低循环水泵的电耗，以达到更好的节能效益。

在未来实现供热计量的变流量民用建筑中，由于用户可以主动调节自家的供热量，为保证系统正常运行，需要在建筑热力入口安装压差流量控制阀，保证每栋建筑获得合理的流量，并根据用户对室内供热量(流量)主动调节实时改变建筑入口流量，达到实际的用户主动节能效果。同时消除变流量系统当中外网变化造成的影响，实现真正意义上的变流量节能运行。图4－12为一典型的集中供热系统节能运行整体调控系统示意图。

在直供系统和换热站二次管网系统中，也可将电动恒流量调节阀安装在公共建筑入口或分区支线上，运用独立自动控制或远程联网控制对其实施精确的分区域分时段供暖，可以在下班和假期等不需要供暖的时间段自动低温运行，实现最大程度的节能运行，同时也节约了大量的人力，提高了管理效率和精度。

图4－12　集中供热系统节能运行整体调控系统示意图