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供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)公式的建立及應(yīng)用分析

唐山市熱力總公司 陳 震 于 洋

【摘 要】分析了調(diào)節(jié)公式的推導(dǎo)過(guò)程，分析了一般情況下調(diào)節(jié)公式成立的條件，進(jìn)一步指出了隨著供熱系統(tǒng)運(yùn)行年限的增加調(diào)節(jié)公式會(huì)較設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)工況有所變化，有必要進(jìn)行一定的修正。推導(dǎo)出了相應(yīng)的調(diào)節(jié)公式并提出了對(duì)實(shí)際供熱運(yùn)行具有指導(dǎo)意義調(diào)節(jié)方式，通過(guò)實(shí)際的運(yùn)行進(jìn)一步證明了調(diào)節(jié)公式修正的正確性，對(duì)實(shí)際供熱運(yùn)行提高供熱質(zhì)量具有一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】供熱 調(diào)節(jié) 應(yīng)用 分析

一、概述
目前情況下，我國(guó)低溫水供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)供回水溫度通常采用95/70℃，集中運(yùn)行調(diào)節(jié)的水溫調(diào)節(jié)曲線也是以設(shè)計(jì)條件為依據(jù)進(jìn)行繪制的。但由于建筑物的實(shí)際耗熱指標(biāo)和散熱器安裝面積、實(shí)際循環(huán)流量的差異，以及由于系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后供熱面積的變化、散熱器結(jié)垢等，使得以設(shè)計(jì)條件為依據(jù)進(jìn)行繪制的水溫調(diào)節(jié)曲線不能達(dá)到有效控制的要求，需要對(duì)原供熱水溫調(diào)節(jié)曲線進(jìn)行修正，得到實(shí)際運(yùn)行條件下的水溫調(diào)節(jié)曲線并以此進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到有效控制的目的。
二、基本思路
調(diào)節(jié)公式是建立在假定系統(tǒng)運(yùn)行與設(shè)計(jì)相符，同時(shí)設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行系統(tǒng)恰好滿足室內(nèi)溫度的設(shè)計(jì)要求。而實(shí)際運(yùn)行中由于供熱面積的變化、散熱器的老化結(jié)垢以及管網(wǎng)的變化等使得這些假定已不在成立，需要對(duì)原有的調(diào)節(jié)公式進(jìn)行修正才能適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行的要求，通過(guò)分析運(yùn)行調(diào)節(jié)公式推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)一步找到實(shí)際調(diào)節(jié)公式的推導(dǎo)方法，按以下步驟進(jìn)行。
（1）對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，保證失調(diào)度控制在一定范圍之內(nèi)。
（2）實(shí)際運(yùn)行中，獲得一組運(yùn)行參數(shù)替代設(shè)計(jì)參數(shù)。
（3）在以上的基礎(chǔ)上得到實(shí)際工況下的運(yùn)行調(diào)節(jié)公式。
三、公式引用及推導(dǎo)
對(duì)采用散熱器供暖的房間，在設(shè)計(jì)條件下，有如下的熱平衡方程成立：
Q1′＝q′V（tn′－tw′）
  Q2′=aF（■-tn′）1+b
  Q3′＝G′c（tg′－th′）
  Q1′＝Q2′＝Q3′
  Q1′——建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；
Q2′——在供暖室外計(jì)算溫度tw′下，散熱器放出的熱量，W；
q′——建筑物的體積采暖熱指標(biāo)，W/m3·℃
V——建筑物的外部體積，m3；
tw′——供暖室外計(jì)算溫度，℃；
tn′——供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；
tg′——用戶的供水溫度，℃； 
th′——熱用戶的回水溫度，℃；
G′——理論流量，kg/h;
  *公式中帶“′”表示設(shè)計(jì)工況下的值。
當(dāng)運(yùn)行條件發(fā)生變化后，以上熱平衡方程已不能成立，此時(shí)會(huì)有新的平衡方程成立。
Q1t＝qtVt（tnt－twt）
  Q2t=atFt（■-tnt）■
  Q3t＝Gtct（tgt－tht）
  Q1t＝Q2t＝Q3t
其中的數(shù)據(jù)為系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)的一組實(shí)際參數(shù)值。
在供熱系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)在某一室外溫度tw下室內(nèi)溫度達(dá)到tn時(shí)有如下熱平衡方程成立。
Q1＝qV（tn－tw）
  Q2=atFt（■-tn）■
  Q3＝Gtct（tg－th）
  Q1＝Q2＝Q3
此時(shí)可得到調(diào)節(jié)公式
tg=tn+0.5（tgt+tht－2tnt）（■）■
+0.5（tgt-tht）■
th=tn+0.5（tgt+tht－2tnt）（■）■
-0.5（tgt-tht）■
為進(jìn)一步減小調(diào)節(jié)公式的誤差，取一段時(shí)間的tg，th，tw，tn數(shù)據(jù)，其中tn為具有代表性的多個(gè)采暖房間的的加權(quán)平均后得到的某一時(shí)刻的室內(nèi)溫度。進(jìn)一步計(jì)算出tg，th，tw，tn的平均值替代上面公式的運(yùn)行參數(shù)得到調(diào)節(jié)公式如下。
tg=tn+0.5（tg+th－2tn）（■）■
+0.5（tg-th）■
th=tn+0.5（tg+th－2tn）（■）■
-0.5（tg-th）■
公式中常數(shù)bt為未知數(shù)，可按下面方法求出。
引入一組實(shí)際供熱參數(shù)得到如下方程
tgs=tns+0.5（tg+th－2tn）（■）■
+0.5（tg-th）■
ths=tns+0.5（tg+th－2tn）（■）■
-0.5（tg-th）■
求出bt
  得到相應(yīng)的水溫調(diào)節(jié)曲線
tg=tn+0.5（tg+th－2tn）（■）■
+0.5（tg-th）■
按上面的調(diào)節(jié)公式調(diào)節(jié)供水溫度是與實(shí)際運(yùn)行工況相符的，能夠保證室內(nèi)溫度達(dá)到控制的要求。
四、計(jì)算實(shí)例
以唐山市熱力總公司翔云西里熱力站運(yùn)行情況為例進(jìn)行調(diào)節(jié)公式的推導(dǎo)，對(duì)實(shí)際運(yùn)行的供熱系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)測(cè)得到下表的數(shù)據(jù)。
①測(cè)量一段時(shí)間的值，其中為某一時(shí)間的多個(gè)房間室內(nèi)溫度的加權(quán)平均值，可代表整個(gè)供熱系統(tǒng)的供暖室內(nèi)溫度。在此基礎(chǔ)上計(jì)算出tg，th，tn，tw。
得到計(jì)算結(jié)果tg=59.3，th＝49.8，tn＝-1.37，tw＝16.4
①求bt
將計(jì)算結(jié)果代入調(diào)節(jié)公式得到以下公式
tg=tn+38.15（■）■+4.75■
th=tn+38.15（■）■－4.75■
  將一組數(shù)據(jù)tgs＝58.389，ths＝49.189，
tws＝-0.889，tns＝16.422，代入上面的方程得到bt＝0.219
③將bt＝0.219代入上面方程最后得到調(diào)節(jié)公式如下
tg=tn+38.15（■）0.82+4.75■
tg=tn+38.15（■）0.82－4.75■
五、實(shí)際應(yīng)用的效果
按新的調(diào)節(jié)公式tg=tn+38.15（■）0.82+4.75■運(yùn)行調(diào)節(jié)，對(duì)選取的典型房間進(jìn)行室溫的測(cè)量，將原控制方式的室溫與現(xiàn)控制方式的室溫進(jìn)行對(duì)比結(jié)果見下表。
通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，按新的調(diào)節(jié)公式進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)達(dá)到了控制室溫在預(yù)想范圍以內(nèi)的目的，其結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了調(diào)節(jié)公式修正的必要性以及修正后得到的調(diào)節(jié)公式的正確性。
六、結(jié)論
（1）隨著供熱系統(tǒng)運(yùn)行工況的變化，由于運(yùn)行的實(shí)際條件與設(shè)計(jì)條件的差異     調(diào)節(jié)公式要發(fā)生變化以適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行工況的變化要求。
（2）當(dāng)按原調(diào)節(jié)公式運(yùn)行調(diào)節(jié)室溫偏低時(shí)供水控制水溫應(yīng)提高才能達(dá)到控制室溫的要求，提高的幅度根據(jù)計(jì)算的結(jié)果可以獲得。
（3）調(diào)節(jié)公式建立不是預(yù)先設(shè)定的，最佳時(shí)間為管網(wǎng)進(jìn)行了精確有效的調(diào)節(jié)達(dá)到平衡之后，并且要隨著水力工況的變化而有所改變。
（4）根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況直接建立與之相適應(yīng)的調(diào)節(jié)公式，最終得到的調(diào)節(jié)公式既對(duì)設(shè)計(jì)階段的一些參數(shù)進(jìn)行了必要的修正，也對(duì)運(yùn)行一段時(shí)間后造成的和初期的運(yùn)行條件的變化進(jìn)行了修正，可直接應(yīng)用于實(shí)際運(yùn)行。