论供热计量系统的管网调控问题研究论文_张涛

论供热计量系统的管网调控问题研究论文_张涛

鹤壁市淇滨热力有限公司 河南省鹤壁市 458030

摘要:供热系统按热量的传送方向可分为加热系统和降温系统,按供热计量方法可分为单管供热系统和多管供热系统,按终端用户可分为工业供热系统和民用供热系统,按结算方式可分为流量结算系统和热量结算系统。

关键词:供热计量;管网;调控;问题;分析

引言:供热系统是现代化城市的重要基础设施之一,关系到民众的基本生活需要和生活质量。受城镇化加速、供热需求持续增长等因素影响,我国集中供热事业得到了快速发展,供热面积和供热量稳定增长。

1.集中供热现状

目前,我国城市集中供热热源主要以热电联产和区域锅炉房为主,分散燃煤锅炉和其他清洁能源作为补充。自1981年以来,我国城市集中供热事业得到快速发展。截止到2015年底,我国已建成供热管道20.4万公里,供热总量达到35.2亿吉焦,集中供热面积达到67.2亿平方米,分别比2010年增长了46.9%、20.9%、54.3%。从供热效率看,热电联产集中供热的燃煤效率在70%左右,远高于区域锅炉房和分散小锅炉的燃煤效率,而单位面积取暖煤耗仅为区域锅炉房的40%。2015年我国集中供热总供热量中热电联产占比49.2%,区域锅炉房占比50.4%,与2010年热电联产、锅炉分别占比43.6%、52.8%的情况相比,热电联产供热比重有所上升,但燃煤效率相对较低的区域锅炉仍是占比最大的供热热源。

2.供热计量与供热系统能耗之间的联系性

一般来说,供热计量系统中的热源产热量、热网输配热量以及热用户之间需要维持一定的平衡关系。且在热用户所使用的热量值平稳变化的前提下,热网输配的热量能够与之相对应,由热源生产出来的热量可以作为调节使用的热量。在此过程中,供热量大小的决定权取决于计量后所应用的热用户,极大程度上可以实现按需供应的热量要求,同时还可以降低能源消耗程度,具有较大的实行意义。

2.1供热系统能耗是实现供热计量的前提条件

根据实践可得,供热计量的主要内容可大致分为以下几点:首先,处于室外的供热系统热源、热力站、热网等与供热系统有关的设置,应该全方位地安装计量装置系统、管网控制系统以及变速水泵等有效对热量进行调控的装置;其次,新建的建筑室内应该安装供热系统、计量系统等相关的调控装置。一般来说,在室内安装这些调控装置主要是为了实行计量节能改造的相关内容,使得室内供热系统可以达到国家实行的分户计量的要求;最后,相关的工作人员需要结合具体的供热情况,制定合理的供热价格和相关的收费机制。由上述可以得知,供热计量系统的管网调控问题不仅是要针对计量设备来进行收费,还需要结合具体的节能技术,达到最终有效节能的效果。

2.2供热系统能耗是供热计量系统的基本能耗

供热负荷主要包括热负荷和热媒输送负荷,与之相对应的是供热系统的热量消耗与输送电耗。一般来说,供热系统实行供热计量改革的主要目的是为了通过用户自身的节能行为,减少或者降低整个供热系统的能源消耗问题和能源消耗程度,避免出现过多的热源消耗问题。在热计量系统当中,管网调控的主要内容就是调节室内的温度,也就是调节一段时间内经过用户室内散热器的流量总值。因此我们可以说,供热系统能耗是供热计量系统的基本能耗,工作人员可以调节管网系统的流量及温度,达到节能的目的。

3.热量计量方法

当前输送热量的计量均采用计算的方法进行,即先用流量计测得热媒质量流量,然后利用热媒的温度和压力等参数计算其焓、等熵指数、黏度等热力学性质后,再与流量测量值进行计算得到供热量。供热计量方法不同,计量系统内各计量单元的安装方式及计算公式也不相同,热量计量的不确定度及测量误差也不相同。

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3.1单管供热系统

当用户直接使用热媒,如生活用热水、直接加热用水蒸气等时,供热系统仅安装有热媒供出管,即单管结构。热媒供出后,由用户直接使用,供热方不对热媒进行回收处理。此种供热系统由于用户对热媒的温度及压力等物理性质有特定的要求,因此,建议按品质进行贸易结算,品质不但包括热媒的质量,还指供出热媒的物理性质与供需双方供热合同要求的热力学性质偏差确定的热媒品质。

3.2多管供热系统

当供热系统中热媒仅作为热量输送的媒介时,热用户需要的只是热量,而热媒在供热系统中循环使用。热媒在用户侧进行热交换后,被供热方回收,在供热方进行与用户反方向的热交换后,再送入供热系统循环使用,因此,系统至少有一个热媒供出管和一个热媒返回管。有的供热系统由于热媒在供热过程的流失,还至少需要一个热媒的补充管。当前,我国的供热系统,特别是热电联产的热电厂与供热公司之间的热量结算大多为多管供热系统。

4.供热计量系统管网调控的问题研究

4.1管网调控的目的

目前,电力企业大力实行供热计量改革措施,取得了较好的应用效果,但是从实际供热采暖的发展现状来看,电厂供暖系统还是没有避免能耗较高的问题。为此,相关的研究人员积极地提倡实行供热管网运行调节的工作,降低供暖系统能耗较高的问题。供热管网调节的目的在于使系统中各个用户的室内温度可以达到用户的要求,保持适宜即可;避免出现不必要热源浪费的情况,最好可以实现热水采暖的经济效益,确保实际供热量与需求负荷之间可以维持稳定的关系。

4.2供热管网运行调控的主要方法

结合工作实际的实践经验,可以将供热管网运行调控的方法分为两类:一是通过减少供热量实现运行调控;二是通过维持热量分配均衡实现运行调控。其中减少供热量主要是指在供热运行的过程中,工作人员需要会根据用户具体的散热情况,来调节热网,使其可以达到与供求热量相等的状态,避免造成严重的资源浪费。热量分配均衡主要是指为了避免热网出现较严重的水力失衡现象或者冷热不均的现象,在热量的具体分配上,工作人员应该尽量地保证每个热用户室内的温度保持在适宜的状态中。经过热量分配均衡的调整,可以使得室内温度较低的用户可以达到标准的需求,室内温度较高的用户可以降到标准的需求,进而可以减少热能的浪费。

4.3供热管网运行调控的主要设备

目前国内普遍应用供热管网运行调控的设备有:自力式流量控制阀、压差阀和温控阀等。其中,自力式流量控制阀应用的范围较广,取得效果较为显著。自力式流量控制阀主要分为手动控制和自动控制两部分。手动控制部分有一个公共的腔体构成,利用两边的压差可以设定热量流量的大小,而自动部分可以保持两边的压差数值,即始终保持在一个均衡的状态中,进而确保设定的流量值不变。

总结:供热计量是电力企业供热体制改革的关键内容,主要目的是在于提升供热质量,进一步地满足用户对于供暖的需求。然而,在实际供暖的过程中,供热系统的运行情况和调节方式会对供热效率产生直接的影响。为此,电力企业相关的工作人员应该及时地明确供热计量系统的运行要求和存在的管网调控问题,使运行系统能够实现节能的运行模式,达到预期的改革目的。

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论文作者:张涛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/25

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