供暖水利平衡的实现

本文作者：苑启生 单位：辽河油田分公司于楼公用事业处物业四公司

1水力失调的概念与表现

在热水供热系统中各热用户的实际流量与设计要求的流量之间往往存在不一致性。我们把这种不一致称之为水力失调。水力失调反映到实际供热中，主要表现为由于各供暖区域段流量配比不合理，导致不同位置的热用户出现冷热不均现象，一般来说，靠近热源近的用户水量足水循环快，供暖效果要好于远离热源的末梢热用户，水力失调主要表现是：各管段流量输配不合理，致使各个用户的室温冷热不均，靠近热源近端的用户过热，远端过冷，即行业内常说的水平失调。

2供热系统产生水力失调的原因

产生供热系统水力失调的原因较为复杂，既有设计上的，也有运行管理上的，这些原因往往是不能完全避免的。

2.1在进行管道设计时，由于各管道内热介质流速不允许超过限定值，管径规格有限，在网络各分支环路或用户系统各立管环路之间，其阻力损失是不可能在设计的流量分配下达到平衡。使热用户实际流量分配不能符合设计所需的流量要求，就会产生水力失调。

2.2当有新接入热用户或部分热用户停运时，整个供热管网阻力特性发生变化，也有可能导致水力失调。

2.3开始运行时没有很好地进行初调节，也会导致水力失调。由于网路近端热用户的作用压差很大，位于网路近端的热用户，其实际流量往往比规定流量要大得多，而位于网路远端的热用户，其作用压差和流量将小于规定的数值，这种不一致的失调需要通过网路的初调节来解决，否则，就会产生水力失调。

2.4部分热用户随意增减散热器，造成室内水力工况变化，从而导致水力失调。

2.5随意调整网路分支阀门或用户入口阀门，均会产生水力失调。

2.6随着运行年限增长，部分老采暖管线堵塞．造成相关热用户流量减少，也会产生水力失调。

3水利平衡实现

对相对集中固定的供暖区域，一网的水力平衡易于实现，，但对于二网而言，要做到水力平衡调节，就要相对困难的多。二网由于节点和支路均较多，且多存在过热及供热不足现象，为使末端用户达到需求，往往采用加大流量方式供暖，耗电量随之增大。常规方式采用静态水力平衡阀进行调节，由于调节难度较大，且实现公共建筑分时分温后，负荷处于动态变化状态，因此，该方法已不能满足发展的需求。对于新建筑而言，更是如此，且需做到户平衡才能解决垂直失调问题，同时，户计量的投入，水力工况更是动态变化，常规方式已无法满足需求。所以，动态水力平衡调节是供暖发展的一个必然趋势。

3.1一网水力平衡实现。为满足一网水力平衡，实现按需供热，在每个端点即换热系统的来水管线上加装流量调节阀和超声波流量计。通过控制中心SCADA系统的上述方式进行进行管网平衡计算，结果发送给换热站的SCADA系统，根据该给定值进行阀门开度控制，设定值由热源SCADA系统根据换热站反馈的各点负荷进行动态设定，换热站SCADA系统根据设定值进行PID闭环调节，实现自动水力平衡。换热站SCADA系统的构成及主要功能：（1）系统构成（如图）：a.硬件系统由现场数据采集一次仪表、PLC、触摸屏、一网水力平衡调节阀或变频泵（变频器+泵）、气候补偿调节阀、通讯网络、二网变频泵、二网自动补水等构成。b.软件由气候补偿软件、一网水力平衡调节软件、数据采集与传输软件、二网水力平衡控制软件、用户数据采集与通讯软件。

3.2二网平衡实现。对于老式建筑：二网动态平衡调节的实现方式与一网不同，区别在于网络更复杂，因此需在楼栋末端加装流量变送器和电动调节阀及热能表（流量信号可取自热能表），同时加装一套数据采集终端，将楼栋供热数据发送到对应的换热站，数据经换热站SCADA系统根据管网动态模型计算，结果发回到数据终端，其根据指令，对执行机构进行闭环PID调节。该执行终端具有数据滤波和识别功能，当换热站指令不正常时，维持原有状态，保证可靠供热，同时将异常数据及位置信息通过换热站SCADA反馈到车间操作室，进行记录及报警并进行人工判断，操作员可以将其设成手动模式强制执行指令，也可设置成自动模式，进行正常调节。

对新建筑而言，在进行户计量和户平衡的同时，在栋前进行压力调控，而不在以流量调控为主，无论用户负荷如何变化，确保高端用户达到按需供热目的。当由于管网的管阻较大，即使末端的电动调节阀全部打开也不能满足供热需求，在该种情况下，控制系统通过监测的数据可以识别出来，通过计算后调节二网循环泵的变频频率，增加二网压头，使末端压头达到要求，使用户获得所需的热量。但常规情况下，由于前端的压力调节，使前端压力损失降低，可以确保末端压力，且与调节前相比，总压头会下降，实现平衡调节节能。