供熱系統(tǒng)的控制與管理技術總結摘要：供熱系統(tǒng)是通過熱媒（如熱水或蒸汽）向具有多種熱負荷形式需求的用戶提供熱能的系統(tǒng)，它的設計是基于穩(wěn)定傳熱和重要參數(shù)——室外計算溫度進行計算、設計的。由于供熱系統(tǒng)在實際運行期間，其熱負荷的大小受到氣候條件的影響，并非一成不變。其中生產(chǎn)工藝用熱和生活用熱與氣候條件的關系不大，其變化較小，屬于常年熱負荷。供熱通風空調系統(tǒng)的熱負荷與氣候條件（如室外溫度、濕度、風速、風向及太陽輻射強度等）密切相關，尤其是室外溫度起著決定性作用，變化較大，屬于季節(jié)性熱負荷。所以，對于供熱系統(tǒng)不但要求設計正確，而且需要設置相應的控制系統(tǒng)，使得供熱系統(tǒng)在整個實際運行期間，能夠按照室外氣象條件的變化，實時調節(jié)供熱系統(tǒng)的熱負荷（尤其是季節(jié)性熱負荷）大小。既確保供熱系統(tǒng)輸出的熱負荷與用戶要求的熱負荷匹配，室溫達標，提高供熱能量，又實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，節(jié)能降耗。供熱監(jiān)控系統(tǒng)的任務是對整個供熱系統(tǒng)的運行熱工參數(shù)、設備的工作狀態(tài)等進行監(jiān)控，監(jiān)控重點在于向供熱通風空調系統(tǒng)供應熱能的供熱系統(tǒng)，監(jiān)控對象主要包括熱源、熱力站、熱力管網(wǎng)等部分。本文主要介紹換熱器和供熱管網(wǎng)的監(jiān)控。關鍵詞：監(jiān)控、控制、調節(jié)引言:能源是人類賴以生存的五大要素之一，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資。我國人口眾多，能源資源相對匱乏，人均能源資源占有量不到世界平均水平的一半?！伴_發(fā)與節(jié)約并重，近期把節(jié)約放在優(yōu)先地位”是能源發(fā)展方針，節(jié)能已成為國家發(fā)展經(jīng)濟的一項長遠戰(zhàn)略方針。近年來，集中供熱作為城市基礎設施，在節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，改善人民生活質量等方面的優(yōu)點早已經(jīng)成為社會的共識。正文：1、換熱器的監(jiān)控換熱器的作用是將一次蒸汽或高溫水的熱量，交換給二次網(wǎng)的低溫水，供采暖空調、生活用。熱水通過水泵送到分水器，由分水器分配給采暖空調與生活系統(tǒng)，采暖空調的回水通過集水器集中后，進入換熱器加熱后循環(huán)使用。熱交換站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務是保證系統(tǒng)的安全性，對運行參數(shù)進行計量和統(tǒng)計，根據(jù)要求調整運行工況。1.1、蒸汽-水換熱器的監(jiān)控對于利用大型集中鍋爐房或熱電廠作為熱源，通過換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來說，換熱站的作用就同供暖鍋爐房一樣，只是用換熱器代替了鍋爐。圖6-1為蒸汽-水換熱器的監(jiān)控原理圖。熱交換站的監(jiān)控對象為換熱器、供熱水泵、分水器和集水器。蒸汽-水型換熱器的監(jiān)控功能包括換熱器一次側、二次側熱媒（蒸汽和循環(huán)熱水）的溫度、流量、壓力的實時檢測及二次側出水溫度的自動控制。圖6-1蒸汽-水換熱器的監(jiān)控原理圖TT-溫度變送器PT-壓力變送器FT-流量變送器1-熱水換熱器2-蒸汽-熱水換熱器1.監(jiān)測內(nèi)容1）換熱器的蒸汽溫度TT1、流量FT1及壓力PT1。2）供水溫度TT2、流量FT2及壓力PT2。3)空調采暖回水溫度TT3、流量FT3及壓力PT3。4)凝結水水箱的水位監(jiān)測LT。2.控制內(nèi)容（1）供水溫度的自動控制根據(jù)裝設在熱水出水管處的溫度傳感器TT2檢測的溫度值與設定值之偏差，以比例積分控制規(guī)律自動調節(jié)蒸汽側電動閥的開度。（2）換熱器與循環(huán)水泵的臺數(shù)控制通過實時檢測循環(huán)熱水流量和供/回水的溫度，確定實際的供熱量，用戶側的供熱量Q為Q=qmcp（t2-t3）（3）補水泵的控制實時檢測回水壓力PT3的大小，自動控制補水泵的起/停，及時對熱水循環(huán)系統(tǒng)進行補水。（4）水泵運行狀態(tài)顯示及故障報警采用流量開關FS1、FS2、FS3分別作為熱水水泵、凝結循環(huán)水泵與補水泵的運行狀態(tài)顯示，水泵停止時電動閥自動關閉。采用泵的主電路熱繼電器輔助觸點作故障報警信號，當水泵有故障時，自動起動備用泵。3.換熱器傳熱量的控制方法如果一次側蒸汽的壓力較平穩(wěn)，一般以供水溫度TT2作為被控參數(shù)，蒸汽流量FT1作為操作量，可采用簡單控制系統(tǒng)對換熱器的傳熱量進行控制。1.2水-水換熱器的監(jiān)控圖6-4為水-水換熱器的監(jiān)控原理圖。熱交換站的監(jiān)控對象為換熱器、供熱水泵、分水器和集水器。主要檢測內(nèi)容一次熱媒側供、回水溫度t1（T1)、t5（T5)；二次熱水流量qm2、熱水供水溫度t2（T2)、回水溫度t3(T3)；供回水壓差(PdT)；供熱水泵工作、故障及手/自動狀態(tài)?？刂苾?nèi)容根據(jù)裝設在熱水出水管處的溫度傳感器T3檢測的溫度值與設定值之偏差，以比例積分控制方式自動調節(jié)一次熱媒側電動閥的開度V1。圖6-4水-水換熱器的監(jiān)控原理圖2）測量供、回水壓差PdT，控制其旁通閥的開度V3，以維持壓差設定值。3）根據(jù)二次側供水溫度、回水溫度和流量，計算用戶側實際耗量。根據(jù)室外溫度的平均值，利用供熱系統(tǒng)的運行曲線圖，得到實際運行所要求供水溫度的大小，計算出循環(huán)熱水流量的多少，并進行供水溫度的再設定。4)供熱泵停止運行，一次熱媒電動調節(jié)閥關閉。5）根據(jù)排定的工作序表，按時起停設備。2、供熱管網(wǎng)的集中控制集中供熱網(wǎng)可以分成兩部分，熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)，熱力站至各用戶建筑的二次網(wǎng)。后者的控制調節(jié)已在前面討論，本節(jié)討論熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)的監(jiān)控管理。2.1安供熱面積收費體制下熱網(wǎng)和熱源的調節(jié)方法1.控制方法的分類和特點熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)調節(jié)，其熱網(wǎng)調節(jié)方案在現(xiàn)有的按面積收費體制下，調節(jié)方法分為以下幾種：量調節(jié)調節(jié)方法是供水溫度不變，只改變水流量。調節(jié)特點是節(jié)省電耗，但由于室外溫度的改變而改變熱網(wǎng)流量，將會使熱用戶系統(tǒng)水力失調。質調節(jié)調節(jié)方法是循環(huán)水量不變，僅改變供回水溫度。調節(jié)特點是網(wǎng)路水力穩(wěn)定性好，運行管理方便。但由于水量不變，增加電耗；當水溫過低時，對暖風機系統(tǒng)和熱水供應系統(tǒng)均不利。階式質-量綜合調節(jié)調節(jié)方法是供水溫度變化的同時，熱網(wǎng)水流量也發(fā)生階段變化。調節(jié)特點為上述兩種方法為最佳。間歇調節(jié)調節(jié)方法是供水溫度不變，只改變水流量在供暖初期或末期，不改變熱網(wǎng)水流量和供水溫度，而改變每天的供熱時數(shù)來調節(jié)供熱量。調節(jié)特點是建筑物應有較好的蓄熱能力。正常供熱的技術措施從技術角度看，一個熱網(wǎng)運行做到正常供熱，只要保證以下兩點：流量分配均勻在初調節(jié)時把整個熱網(wǎng)的水流量分配調整到用戶所要求的設計流量，即流量按供熱面積分配均勻即可。保證合適的供水溫度對于一次網(wǎng)，由熱源處根據(jù)室外溫度的高低來控制熱源出口的供水溫度；對于二次網(wǎng)，只要熱力站設計及初調節(jié)合理，在一次網(wǎng)供水溫度調節(jié)適當?shù)那闆r下即可保證二次網(wǎng)的合適供水溫度。2.2熱計量體制下的調節(jié)方法隨著我國供熱與用熱制度改革和國民用熱觀念的改變，熱量由福利轉變?yōu)樯唐?，歸用戶自行調控、使用，并且按照實際用熱量進行收費，已成為我國供熱/用熱的發(fā)展趨勢。同時，為了實現(xiàn)建筑節(jié)能目標和用熱量的合理收費，調動供熱/用熱兩方面的積極性，促進供熱事業(yè)的發(fā)展，要求采用依據(jù)熱量計量收費這一新的收費體制。熱量計量下用戶的調節(jié)方法和特點每一戶都安裝熱量計和溫度閥，用戶將根據(jù)自己的需求調整溫控閥來控制室內(nèi)溫度。這種調節(jié)本質上是通過調節(jié)散熱器的流量大小來調節(jié)散熱器的供熱量多少，從而控制室溫。依據(jù)熱量計量收費后熱網(wǎng)調節(jié)方案熱網(wǎng)調節(jié)的原則是在保證充分供應的基礎上盡量降低運行成本。為保證充分供應，就要保證在任何時候用戶都有足夠的資用壓頭。為此可以采用以下兩種控制方法：供水定壓力控制把熱網(wǎng)供水管路上的某一點選作壓力控制點，在運行時使該點的壓力保持不變——壓力控制點。供回水定壓差控制把供熱網(wǎng)某一處管路上的供回水壓差作為壓差控制點，保持該點的供回水壓差始終保持不變。無論哪種控制方法，都要做到以下兩點:正確選擇控制點的位置和設定值?？刂泣c的位置及設定值大小的選擇主要是考慮降低運行能耗和保證熱網(wǎng)調節(jié)性能的綜合效果。在設定值大小相同的條件下，控制點位置離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越近，滯后越小，調節(jié)能力越強，但越不利于節(jié)約運行費用；離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越遠，情況正好相反。供水溫度的調節(jié)方法、供水溫度和控制點的設定值根據(jù)具體工程而定。直連網(wǎng)的調節(jié)（1)供水壓力控制供水采用定壓力控制的方法，即將供水管路上的某一點選作壓力控制點，在運行時保證該點的壓力不變。該方法的關鍵點是選擇壓力控制點及設定值。供水壓力控制方法有資用壓頭相同與資用壓頭不相同兩種情況。各個用戶所要求的資用壓頭相同。其特點是為保證在任何時候都能滿足所有用戶的調節(jié)要求，把壓力控制點確定在最遠用戶n的供水入口處。各用戶所要求的資用不相同，此時壓力控制點的選擇比較復雜。（2)壓差控制方法壓差控制點的位置和設定值壓差控制方法的原理圖如圖6-8所示。圖6-8直連網(wǎng)壓差控制原理圖（3）熱源供水溫度計量供熱條件下，熱源供水溫度的調節(jié)方案是熱源的供水溫度仍隨室外溫度變化而變化，相當于原來的質調節(jié)。（4）熱源總流量的調節(jié)熱源總流量的控制系統(tǒng)也就是供水壓力控制系統(tǒng)。熱源處循環(huán)泵的總流量用變頻控制，根據(jù)壓力控制點的壓力變化而控制變頻泵的轉速。間連網(wǎng)的調節(jié)間連網(wǎng)不同于直連網(wǎng)，其一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的調節(jié)方案不同。二次網(wǎng)的調節(jié)壓力控制和壓差控制的原理相似，把間連網(wǎng)的熱換站看成一個熱源，這樣間連網(wǎng)的每一個二次網(wǎng)就相當于一個獨立的直連網(wǎng)，則二次網(wǎng)的調節(jié)中關于控制點位置及設定值大小的選取也就和直連網(wǎng)相同。間連網(wǎng)壓力控制原理圖T1—二次網(wǎng)供水溫度P1—二次網(wǎng)定壓點P2—為一次網(wǎng)定壓點T3—一次網(wǎng)供水溫度一次網(wǎng)調節(jié)把熱換站看作一次網(wǎng)的一個用戶，由上述二次網(wǎng)供水溫度的調節(jié)要求知，一次網(wǎng)調節(jié)閥V1的調節(jié)，使一次網(wǎng)也成為變流量運行而不是定流量運行。1)供水溫度的控制。根據(jù)室外溫度設定二級官網(wǎng)側的供水溫度，通過調節(jié)一級管網(wǎng)側的流量來控制。2)二級官網(wǎng)的流量控制。二級官網(wǎng)側的循環(huán)水泵采用變頻水泵。3)系統(tǒng)定壓控制。混連網(wǎng)的調節(jié)混連網(wǎng)壓力控制原理如圖所示。混連網(wǎng)壓力控制原理圖（1）控制點的位置及設定值混連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)水力工況并不相互獨立，因此混連網(wǎng)的壓力控制點位置和控制壓力值的選取不能像間連網(wǎng)那樣一次、二次網(wǎng)分別設置，而應該只設置一套壓力控制點和控制值。（2）混連站出水溫度及其流量的調節(jié)混連站出水溫度與混水比有關，當某一用戶調節(jié)其流量后，混連站的出水溫度T1即發(fā)生變化，為保證出水溫度僅與室外溫度有關而不隨用戶的調節(jié)而變化，此時調節(jié)混水泵的轉速，使出水溫度達到