供热管网热力系统热源热网换热站的平衡调节方法

供热管网热力系统热源热网换热站的平衡调节方法发布时间：2011-7-8

我们只要把热源、热网、换热站、用户作为一个统一的体系进行分析采用多变量复合控制法，其控制效果及稳定性会大大提高。就是由调度监控中心计算机把热源和各个换热站测量的数据统一进行分析处理，既考虑各个换热站的调节反馈变化情况，又考虑整个热网及热源总的变化情况，由热源厂或调度中心进行主动调节，实现整个热网的动态平衡调节，做到尽可能的节能运行。现提出以下两种供热调节控制方式供大家讨论：

一、供回水平均温度控制，引入供、用热总量相对变化量的控制方法：

各换热站采用二次网供回水平均温度控制和热源供热量与各换热站用热总量的相对变化量的复合控制方法，其给定控制目标为各换热站二次网供回水平均温度，调节对象为该换热站一次网的供水流量。

根据热网热量平衡和控制原理可建立如下动态平衡表达式：

tghi ＝（ηKiQR）÷（∑Qhi＋Q0+Q补）×tgh

ΔQ总＝ηQR－（∑Qhi＋Q0+Q补）

平均调节系数S为：（ηKiQR）÷（∑Qhi＋Q0+Q补）

S>1为升温过程，S<1为降温过程。

tghi——某一换热站控制器的给定值，即目标值；

tgh——各个换热站的二次网供回水加权平均温度，或面积加权平均温度；

QR——热源出口供热量（一个调节周期的累计值），多热源联供管网时为各热源供热量之和；Ki——修正系数或权重系数；

η——一次供热管网平均输送效率；

Qhi——各换热站一次网供热量（一个调节周期的累计值），Qhi也可取该换热站瞬时供热量的采样平均数与调节周期的积；

ΔQ总——一个调节周期热源供给各换热站的总热量与各换热站实际用热量的差。

换热站控制器比较给定值与该换热站供回水温度平均值（tg+th）/2的差值进行范围调节。考虑热惰性问题，各换热站给定值不易频繁变化，一个调节周期对各换热站目标值进行一次调整，调节周期（换热站目标值的给定）一般以30～60分钟较合适，根据管网特性不同选择不同的调节周期。其控制特点如下：

1、热源厂供热量是全网供热效果随室外温度变化的主控量。在主热源基本不变的情况下，调峰热源根据室外温度变化和ΔQ总的变化进行预见性主动提温或降温调节,主动提温或降温时ΔQ总相应大于零或小于零（实际为某一控制范围），非主动提温或降温时根据ΔQ总的变化相应跟踪调节。用户室温的平均值变化作为热源调节的参考量。把各换热站的被动调节变为整个热网的热量动态分配。换热站二次网温度变化为阶梯式递增或递减变化。

2、其优点在于把热源供热总量与所有换热站实际用热量的相对变化引入对换热站给定目标控制量后，能比较及时有效地进行平衡调节，热源供热量增加或减少，换热站控制器给定值相应增大或减小，热网再大各换热站参数变化相对于热源参数的变化控制在一个调节周期内，能够缩短质调节时各换热站温度比的时间差。

3、在热负荷变动时热网总流量要同时变化，要求一次网循环泵要能适应流量变化的需要（满足一次网阻力最大换热站流量变化的需要），即实现同步调节，这样还可同时保持一次网供水温度的相对稳定（温度升高或降低一个变化量Δt引起流量增加或减少一个量ΔG，因而供热量增加或减少，使温度不在继续升高或降低就达到了热量调节目标）。即换热站一次网整个调节过程是以流量调节为主（满足最大、最小流量限制要求），温度调节为辅(相对变化幅度较

小)的混合调节，其实质是热量调节。如果结合分布变频的应用节能效果及稳定性更好。4、由于存在各换热站热量测量累计误差，在调试初期要对总误差量进行修正，可通过调整Q0的设定量进行修正（Q0可正可负），也可用误差系数进行修正。Q补一般为零，当某一换热站热量测量值丢失或热量计发生故障时，可根据其经验值设置Q补，Q补也可取同条件换热站或该站故障前单位面积平均耗热量乘于该站供热面积设定，也可用其它方式计入故障热量计换热站的热量数值，做到不影响总体平衡调节即可。

二、热量分配法，引入供回水温度相对变化量的控制方法

按用户面积多少，平均热量控制法再引入换热站供回水或回水平均温度的相对变化量后的复合控制调节。

Qi＝（ηQR·KiAi ÷ΣkiAi）×2tgh÷(tgi+thi）

ΔQ总＝ηQR－（ΣQhi＋Q0+Q补）

参数调节变化量（Qi-Qhi）÷Qi

Qi——某一个换热站分配的热量，换热站控制器的给定值；

QR——热源厂出口的供热量，一个调节周期的累计值；

Qhi——某一个换热站一个调节周期的实际供热量；

Ai——某一换热站的供热面积；

Ki——权重系数或修正系数；

tgh——所有换热站的供回水加权平均温度；

（tgi+thi）/2：某换热站的供回水算术平均温度。

各换热站分配的热量主要跟随热源的供热量变化，用户主动改变用热量时该站供回水平均温度相应发生变化，从而改变实际供热量。根据管网情况设定采样控制周期。为加大温度变化引起调节变化量的幅度，可设置为：全网的供回水温度平均值和各换热站供回水温度同减用户室温设计值。其控制特性与第一种方法基本相同。

通过实现热源和各换热站间（一网）供用热平衡调节及各用户间的均衡按需要供热，减少过热浪费，进一步实现供热节能还需要我们进行不断研究和探索，寻求更好的控制方法。---晋城市热力公司王俊红常全旺