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集中供热管网节能技术监控方案研究

2016-11-01

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摘要:集中供热管网系统是一个强耦合,输入及输出量巨大的系统,能够涉及的领域非常多,包括热力学和流体力学等。集中供热管网节能控制系统的成功应用和不断发展,不仅将供热管网难以管理的问题完美解决,并且大大提升了集中供热管网系统资源节约的能力。基于此,本文针对集中供热管网节能监控进行了探讨和研究。

改革开放以来,我国的经济开始了迅速的发展,城市化进程也在不断加快,一些大型的城市已经建成了城镇供热系统,并且逐渐成为城市内部重要的基础设施。我国的供暖需求现在不断地向南移动,预计我国将有70亿平方米的地区需要建设供暖设施,根据目前的建筑能耗水平来说,按标准煤计算每年需要用于供暖的能量将增加1.4亿吨,电量每年要增加4500亿千瓦时,由此可见,我国面临着巨大的能源压力。为了保证供暖、节约能源、提高供暖效率,集中供热管网节能控制系统应运而生,为我国的集中供暖做出了巨大的贡献。

1、系统的初调节

1.1初调节的办法

整个系统能够正常运行,初调节起到了很重要的作用。在集中供热网管运行的初期,比较容易出现不同的地方冷热不均,流量不平衡的现象,因此需要进行初调节以解决这些问题,维持系统的运行状态。初调节主要依赖于监控系统收集到的室温数据,通过对不合理数据的采集做出流量不平衡预警,然后再通过系统后台的计算,估计出出现问题的部位,从而对供热网管的流量进行调节。

1.2估算设计流量

在初调节的进行过程中,系统在后台估算设计流量,主要方法就是用面积热指标法将热负荷量计算出来,通过将热负荷量带入到流量计算公式中,从而得到设计流量的数值,流量计算公式如下:

上面的式子中G指供热网管的流量,Q指估算的供暖热负荷,△t指供热管网供回之间水的温度差。相关规定指出锅炉热源的△t不能小于20摄氏度,则Q的数值可以根据下面的式子进行估算:

qf表示建筑供暖面积热指标,F表示供暖建筑物的建筑面积。不同的建筑物qf的值也不同,采取的节能措施也不同。表1为未采取节能措施的采暖热指标推荐值,表2为已经取节能措施的采暖热指标推荐值。

1.3流量平衡调节

流量平衡调节有两种方案,一是根据各个部位压力的不同进行流量平衡调节,二是根据设计流量估算出来的数值,

使用自力式流量平衡调节阀来对流量进行适当的调节,以保证系统的流量平衡,均匀供暖。

2、运行调节

2.1换热站节能监控

2.1.1换热站检测参数

一般监控系统监测的热源都是锅炉,而锅炉又是一个相对来说比较复杂的独立系统,跟二次网运行的相关性不大,因此本文监控系统对热源的监测只是对一些安全运行的基本参数进行了讨论。供热网管节能监控系统所检测的一个重点部位就是换热站,换热站要进行检测的数据见表3。

2.1.2换热站的节能控制策略

换热站的主要功能就是把热量通过一次网系统传递给二次网系统。为了使换热站能够达到节能的目的,一次网通过量调节的方式改变二次网的供水温度,从而使二次网完成质-量的综合调节。量调节指的是在一次网上安装电动调节阀把一次网供水管中流体的一部分直接送入到一次网回水管中,没有经过换热器,将一次网系统当作定流量系统。换热站还可以对室外的温度进行实时的检测,通过检测到的数据对室外的温度进行预测,大大避免了系统滞后以及系统滞后产生的影响,从而节约了能源。

2.2气候补偿器的节能控制

气候补偿器是自动程度很高的节能控制装置,可以根据室外温度的变化,对一次网供水流量进行调节,根据预设的曲线规律,从而对二次网的供水温度进行调节。如果室外的温度突然降低,气候补偿器就会根据预设曲线对电动调节阀的开度进行调整,从而提高水温,维持室内的温度。同样当室外温度升高时,气候补偿器也会通过调节电动调节阀的开度降低水温,保持室内的温度不变。气候补偿器对于室内温度的智能调控可减少系统的运行成本,实现了能源和资源的节约。

2.3水泵变频节能控制

换热站内部的补水泵以及循环水泵的变频控制受供水流量变化影响,二次网循环水泵中流体的流量和温度都不会是固定的数值,因此采用定压差的控制方法,补水泵则使用的是定压控制方法。

2.3.1循环水泵的控制方法

循环水泵的管网中不同的位置其压力差也不相同,管网的运行状态受到压差的影响。为了使定压的方式可靠,一般将对环路最不利的压差定位预设值。循环水泵有两种控制压差的方式,分别是近端定压和远端定压。其中近端定压是在水泵进出口的位置安装压力监测点,跟热源的距离比较短,相反远端定压将监测点设置在用户打热力入口处,离热源很远。定压的方式由供热管网系统的特点以及设备安装是否便利等条件决定,这两种定压方式各有优点,要根据实际情况选择安装。

2.3.2补水泵的控制方法

通过热水在供水系统中的循环,从而产生热量进行供暖。再循环过程中热水是一定会产生损耗的,因此系统补水是非常必要的,能够使系统内水流量正常,保证系统的正常运行。系统内部水量减少可以通过压力变化表现出来,补水泵的变频设备通过对定压点压力的变化



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