大型城市集中供热系统调度运行浅析

大型城市集中供热系统调度运行浅析

杨建伟

承德热力集团有限责任公司河北省承德市067000

摘要：大型城市集中供热系统的建设和运行，有机结合了热电联产、多热源联网等技术，作为一种高效、节能、绿色的供热方式，为人们的工作生活提供了可靠、舒适的供热服务保障。随着城市发展，大型城市集中供热系统的建设规模逐渐增大，供热管网日益复杂，热源供热形式多样，在热网实际调度运行过程中产生了更多运行模式和其他新问题。由于热源多、管网布局复杂，在实际供热调度运行过程中，如何充分发挥热电联产的作用，更好地通过热网调控实现降低热网能耗，显得尤为重要。在大型城市集中供热系统调度运行过程中，关键是解决在不同室外气候条件下如何将热源的热量通过错综复杂的管网快捷、准确地输送到每个用户。由于影响“热量输送”的因素众多，本文将浅析热网调度运行中的一些热量分配、能耗调控等调度管理方式，同时阐述目前大型城市热网调度运行管理中需要强化的热网调控问题（例如供热延时性）。使大型城市集中供热系统能够利用好现有的科技手段和大数据积累，更加精细化地实现热网调度运行管理。

关键词：大型供热系统；调度运行

引言

大型供热系统拥有更高的热效率，但是在调度运行过程中也更为困难，分析了大型供热系统的优势，探讨了大型供热系统调度运行方案，通过采取调度运行优化措施，能够确保供热系统中热量更加合理的分配，保证供热系统实现水力平衡的目标。

1大型城市集中供热系统能耗管理

供热智能化最基础、最离不开的就是数据分析，需要通过计算机、网络、通讯等信息技术，从供热理论出发、采用科学的研究方法，对热网的各个参数进行筛选、归类、分析、汇总，得到科学、精细化的热网调控方式方法。大型城市集中供热系统调度运行管理首先要解决热量平衡的问题，也就是各个热源所提供热量是否满足用户的用热需求。最常见也是热网调度运行最关注的参数为热源和热力站的热量、流量、压力和温度。通过对这些关键参数的监测值，将室外气象条件、热源及热力站供热参数与热用户侧调控效果进行联调联动性的分析，配合气象分析，面积管理、测温管理等信息平台，形成全面、有效的基础管理数据，才能得到最经济、最合理化、最精准的供热调度运行方式方法使得热网供热量更为精细化、合理化。

2供热系统运行过程中的问题

2.1热源能力几乎达到了满负荷

最近一段时期内因环保要求，大型燃煤锅炉基本改为燃气锅炉，城市新建热源基本停滞，但是城市却不断的发展，导致大型集中供热系统出现供热能力跟不上城市发展步伐的问题。

2.2系统可靠性相对差

在该大型集中供热系统之中，系统的主干线较长，虽然有六期和七期两个系统，但两个系统主管为DN800和DN700，如果其中一条主干管路或者是供热装置发生故障，另一条主线也没有能力完全取代受损管线的供热能了，便极易导致居民的供热受到影响。例如，之前该区域之中曾经出现了多次较大范围的停热事件，都是由于主干管路发生故障而引起的。并且，因为该大型供热系统的主干管路管道直径最大值已达到了1200，要是这些管路或者与之相连的供热装置发生故障，维修过程需要消耗相对长的时间，不能很快的保证供热得以恢复，并且还会导致供热的安全性受到影响。若是环境温度有所降低，供热系统负荷提升过程会存在一定的滞后，此时很多的用户便会排空或者放水，以提升室内温度，导致供热系统之中的失水数量有所增加，而系统的补水能力却无法满足要求，使得管网之中的压力有所下降，系统的流量也会随之下降，进而又会导致供热效果变差，如此反复造成恶性循环。

3换热站的节能调节措施

3.1实行分时分区室温调解

根据影响供热建筑能耗的相关因素，可以遵照国家制定的室内建筑温度标准来分区分时进行室温调节。在满足用户能耗温度的需求下，针对特定的采暖需求，进行分时段分区域的室温调节，从而节约热能，降低换热站的能耗。这种方式不仅提高了人们的舒适度，还有利于提高人们的健康水平。

3.2努力改进分布式变频水设计

在传统的水循环过程中，往往存在过多的预留压，这种过多的预留压一定程度上消耗了过多的热能。通过努力改进分布式变频水设计，可以彻底消除这种无效的能耗，从而提高热能的利用率。

3.3釆用合理高效的控制算法

在集中供暖过程中，换热站作为调节供暖的核心，可以通过合理高效的控制算法，实现对换热站的高效合理控制。通过采用合理高效的控制，达到热能的合理分配，从而实现在集中供暖过程中的系统节能。由于换热站具有多扰动、热惯性大、系统协调动作难度大等特点，此时可以釆用模糊控制算法来对其进行有效的控制，实际上，模糊控制主要是以模糊语言变量、模糊集合论及模糊逻辑推理为核心来实现的计算机智能控制，其模糊控制原理图如图1所示。模糊控制器是其核心部分，由计算机的程序实现控制规律，要想有效提高被控对象的控制精确性，还需要将模糊量转换为精确量，这样就可以实现对换热站的有效控制。

4大型供热系统调度运行优化措施

4.1现阶段，该大型供热系统是通过多泵并联形式进行流量调节，因此，系统流量调节的范围相对较小，有时不能满足系统供热调节的需求。要是能够应用调速水泵进行了解，确保对供热系统调节能够达到无级调节的目标，使供热系统节能性进一步的得到提升。因此，在大型供热系统的调节过程中，应当利用计算机技术，确保系统调节能够实现更高的自动化水平。例如，通过采用气候补偿器装置对供水的问题进行调节与控制，每一个热力站均安装电动调节阀门，通过计算机进行控制。另外，应用计算机系统还能够确保监测信息的准确性，要是能够保证系统各个参数的测量精度，便能够确保自动控制效果更好，可以更好的完成对供热系统运行调节工作，更加有利于系统高效、稳定的运行。将不同热力站的二次网供水温度以及回水温度差值当成系统调节目标，分别调控不同热力站的回水阀门，确保不同热力站能够实现均匀的供热。尽可能的不采取独立调节方式，尽量将运行调节工作集中于调度中心统一进行，这样才能确保供热系统中热量更加合理的分配，确保供热系统实现水力平衡的目标。

4.2保证大型城市集中供热系统调度运行的安全性和稳定性

在实际热网调度运行中，各个热源的供热参数要尽量相同，主要是指供水温度尽量保持一致，不同热源出口的供热温度不宜相差太大。热源供水温度相差较大，以及管道内介质流速过慢出现层流等情况，会导致热力站供水温度忽高忽低，站内调节引起流量的变化会导致水力工况平衡点的频繁波动，从而加快管道设备如波纹管等疲劳程度，增加管网事故的发生概率。同时也会对建立好的水力工况造成较大影响，破坏原有建立的水力平衡，使供热效果降低。同样，供热参数的频繁变化，使热网水力工况随之不停地变化，一直处于一种寻找自我平衡的状态，引起水力平衡点的频繁移动，压力波动会造成管网及补偿器等附件设施的疲劳度增加。

结语

大型供热系统一般都是采用对热源方式进行运行，这样能够确保供热系统拥有更为优良的灵活性，也能够实现更好的互补，可以有效的提升系统运行可靠性以及经济性。不过，大型供热系统对于监控技术、流量控制技术等技术的要求相对要高。在大型供热系统之中，要想确保系统的热效率更好，就应当实时的调度水泵运行数量以及速率，确保供热系统处于最优状态，从而保证大型供热系统能够实现节能的目标，保障供热系统安全与稳定的运行。

参考文献：

[1]苗青．集中供热系统量化管理与智能控制应用的研究［D］．北京：北京建筑大学，2016．

[2]樊春英.浅谈低温热水地面辐射采暖系统设计［J］.福建省制冷学会，2013.