城市集中供热系统的二级网水力平衡调节分析

城市集中供热系统的二级网水力平衡调
节分析
摘要：当前已有一些学者进行了相关的研究，鲜勇立足于工程实例，借助于模拟分析法针对供热管网系统开展了相应的建模和仿真分析工作，明确了阀门的实际开度，对于供热管网的水力平衡做出实时调节和控制工作，有效治理了用户水力失调问题，使模拟分析法的可靠性得以验证。

热力管网的水力平衡状态对于供暖系统整体运行效果起到直接影响，同时也被定义为节能运行的根本。

关键词：城市；集中供热系统；二级网；水力平衡；调节
伴随着建筑节能有关举措的不断推进，国家先后颁布并落实了JGJ26-2010《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》以及GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》等，当前建筑围护结构具有的热工性能获得了明显的改善，供暖系统水力失调状况也由此成为节能减排工作中的棘手问题。

热力管网水力平衡状态对供暖系统实际运行效果起到直接影响，也被视为节能运行的根本。

但是因为各种原因，水力平衡无法真正实现，虽然各类技术措施与调控设备已经在实践中得到运用，但是水力失调状况仍然没有消除。

1水力失调的危害
供暖体系中每个热用户的实践流量与设计所需流量之间的不一致称为用户水力不平衡。

（1）供暖作用不理想，二次管网水力不平衡严重，导致热不平衡严重，冷暖不均，单个远程用户室温不合格。

（2）为了确保不利用户的供暖质量而添加总供热量，将导致大多数用户的室温较高，供暖体系能耗较高。

（3）为了掩盖水力不平衡现象，供热体系的循环流量被错误地添加，即大流量、小温差运转，导致供热体系单位传热功耗大。

2水力平衡调节的基本原理
（1）管网中应设备流量调节设备，如静态平衡阀、短管阀、电动控制阀等（不推荐使用动态平衡阀和差压控制阀），以实现水力平衡。

（2）水力平衡设
备的具体设备和完整设备：供热管网是一个体系工程，应从全局考虑，从近到远
按需设备，不得遗漏；（3）基础资料齐全的，进行水力平衡核算，依据核算结
果选择设备调节设备；（4）具体记载液压平衡设备的位置、面积、规格、调节
流量、室内温度、回水温度、泄漏、堵塞和短路；（5）采用比例法调节时，应
将管网各主要节点的实测流量与核算的理论流量进行比较，以核算失调度。

应设
备平衡阀和两个配套的智能流量计；（6）采用补偿办法时，需求设备平衡阀和
两个配套的智能流量计；还要求调试人员具有较高的理论基础和核算才能；（7）无论采用哪种办法，都应依据室温文回水温度重复细心调整实践热态运转，使室
温在18~20℃之间，回水温度基本相同（差值在2℃以内）。

（8）如果没有发现
热量，查看过滤器是否堵塞，阀门是否有故障，体系是否有气体积聚等；（9）
加强体系运转管理，改善监管过程中的不平衡。

运转调节过程中的水力不平衡受
人为因素的影响很大。

在日常运转中有必要加强对体系的管理，确保供暖质量，
使体系安全经济运转。

在体系运转过程中，有必要严格依照体系操作，避免管网
体系因尘垢堵塞、“气塞”、污水排放不及时等原因形成水力不平衡。

管网体系
应树立巡检准则，及时发现体系不发热、漏水等异常现象。

3调节过程
3.1选择调节参数
针对二级网水力平衡调节来讲，其最终方针是将用户层面的室温调节到比较
相近的数值，而直接将室温作为调节方针则不确定性比较显著，因此需要寻觅其
他方针对室温进行替代。

调节的方针一般涵盖单位面积流量、回水温度以及单位
面积供热量等等。

对于以上要素与室温二者之间的关联性，最终将单位面积流量
选作调节方针。

3.2调节办法与过程
3.2.1调节办法
本文选用流量系数法进行相应的调节作业。

各分支机构需依据供热端类型、
建筑形式等相关要素进一步明确单位面积方针流量，并依据供热面积计算具体方
针流量。

凭借过渡系数，对计算的目标流量进行实践修正，然后依据修正后的方
针流量与实测流量之间的误差完成相关调试，使流量挨近或到达相应的目标流量值。

3.2.2调整过程
（1）画一张供暖站的具体平面图。

（2）记录初始阶段火力发电站的实践运行情况。

（3）计算每个支管中的目标流量。

（4）凭借于过渡系数，对方针流量进行校对，然后依据校对后的方针流量，通过与实测流量误差值进行比较，编制实验表。

（5）依据调试表进行具体的初始流量调节。

（6）测量初始调整后每个分支的实践流量。

（7）在测量流量和目标流量之间进行相应的比较。

如果误差太小，则需要
进行局部校对作业。

如果误差太大，重复上述过程（4）至（6），直到平均液压
误差保持在±0.1，且液压分散度低于0.5。

3.3调节前后对比分析
各个支路在调节前后的平米流量、室温均出现了显著的改善。

将以上数值代入到公式（1）、公式（2）当中，由此得到：
可见不同热力站在调节前后，其平均水力失调度与水力离散度均得到了比较
明显的改善。

平均水力失调度从调节之前的0.38，降低到了调节之后的-0.1，各
个支路流量与目标值更为接近。

水力离散度相对调节之前来讲，提高幅度为
18.3%。

各个支路平均室温保持不变，仍然能够与供热需求保持一致。

即不同区
域的流量获得了科学的分配，妥善处理了一些支路供热效果相对较差的问题。

3.3手动平衡调节方案
（1）采用比例法和补偿法，要求技术资料比较齐全，专业技术人员水平较高，需要配备经过校准的平衡阀和智能流量测量仪表，可在冷态下进行调节；调
整相对繁琐且困难。

（2）各种阀门均可采用回水温度法，但阀门的流量调节特
性对调节精度有很大影响；如果技术数据完整，可先进行水力校核计算，选择安
装专用调节阀，并根据计算结果提前锁定开度，实现快速调节。

3.4自动平衡调整方案
电气控制阀应安装在建筑物或单元支管或户支管的供暖入口处。

该方案的原
理是回水温度法。

（1）回流管配有带温度传感器的电动调节阀，要求该阀具有通讯功能；（2）在建筑物或机组的供暖入口处安装电动调节阀，以实现建筑物或机组之间的水量
平衡；（3）在户端安装智能调节阀，解决了二次网络的水平和垂直不平衡问题；（4）云平台或控制中心统一设置参数并发布调整指令。

3.5避免多台水泵并联运行
水泵并联后功率倍增，但流量不能倍增，耗电量大，但流量调节有限，效果
不理想。

换热站改造时可设置三台水泵，流量分别为设计工况的100%、80%和60%，扬程分别为设计工况的100%、62%和36%。

组合式水泵可适应高、中、低三
种负荷状态。

它既能协调流量和水头，又能节约电能。

结论
调节之前的不同建筑、不同供暖末端类型以及不同供暖系统形式在供热期间，没有开展二级网水力平衡调节工作，从而令二级网产生了十分严重的水力失调状况。

在调节之后，二级网水平失调状况获得了显著的改善，即取得了满意的实际
运行效果。

本文所提到的二级网水力平衡调节，仅仅能够改善各个支路之间水平失调状况，针对相同支路供热系统垂直失调以及户内失调状况来讲，还需借助于其他科学的方法开展调节工作。

参考文献：
[1]张涛.热网集中供热系统控制技术的研究[J].商品与质
量,2019,15(17):159~161.
[2]鲜勇.供热管网水力平衡调节与控制分析[J].攀枝花学院学
报,2018,(3):39~43.
[3]武政.供热系统热网水力平衡调节分析[J].山西建筑,2019,(4):139~140.
[4]范志敏.热力管网水力平衡计算流程及软件的实现[J].粉煤灰综合利用,2019,(3):84~87.
[5]刘建国.集中供暖热网系统的运行调节研究与实践[J].科学技术创
新,2020,(12):30~31.。