供熱系統(tǒng)的控制與管理技術(shù)總結(jié)

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(fù)荷形式需求的用戶

提供熱能的系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)是基于穩(wěn)定傳熱和重要參數(shù)——室外計(jì)算溫度進(jìn)行

計(jì)算、設(shè)計(jì)的。由于供熱系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間，其熱負(fù)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(guān)系不大，其

變化較小，屬于常年熱負(fù)荷。供熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的熱負(fù)荷與氣候條件（如室外溫

度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等）密切相關(guān)，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(fù)荷。

所以，對(duì)于供熱系統(tǒng)不但要求設(shè)計(jì)正確，而且需要設(shè)置相應(yīng)的控制系統(tǒng)，

使得供熱系統(tǒng)在整個(gè)實(shí)際運(yùn)行期間，能夠按照室外氣象條件的變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)

供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷（尤其是季節(jié)性熱負(fù)荷）大小。既確保供熱系統(tǒng)輸出的熱負(fù)荷

與用戶要求的熱負(fù)荷匹配，室溫達(dá)標(biāo)，提高供熱能量，又實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)

運(yùn)行，節(jié)能降耗。供熱監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行熱工參數(shù)、設(shè)備

的工作狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控重點(diǎn)在于向供熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)熱能的供熱系

統(tǒng)，監(jiān)控對(duì)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(guān)鍵詞：監(jiān)控、控制、調(diào)節(jié)

引言：能源是人類賴以生存的五大要素之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略

物資。我國(guó)人口眾多，能源資源相對(duì)匱乏，人均能源資源占有量不到世界平均水

平的一半?！遍_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(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)喀方針。近年來，集中供熱作為城市基礎(chǔ)設(shè)

施，在節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，改善人民生活質(zhì)量等方面的優(yōu)點(diǎn)早已經(jīng)成為

社會(huì)的共識(shí)。

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(diào)、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(diào)與生活

系統(tǒng)，采暖空調(diào)的回水通過集水器集中后，進(jìn)入換熱器加熱后循環(huán)使用。熱交換

站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證系統(tǒng)的安全，,生，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)

計(jì)，根據(jù)要求調(diào)整運(yùn)行工況。

1.1.蒸汽-水換熱器的監(jiān)控

對(duì)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67為蒸

汽-水換熱器的監(jiān)控原理圖。熱交換站的監(jiān)控對(duì)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(cè)、二次側(cè)熱媒(蒸汽

和循環(huán)熱水)的溫度、流量、壓力的實(shí)時(shí)檢測(cè)及二次側(cè)出水溫度的自動(dòng)控制。

1-熱水換熱器2-蒸汽-熱水換熱器

1.監(jiān)測(cè)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(diào)采暖回水溫度TT3.流量FT3及壓力PT30

4)凝結(jié)水水箱的水位監(jiān)測(cè)LT。

2.控制內(nèi)容

(1)供水溫度的自動(dòng)控制根據(jù)裝設(shè)在熱水出水管處的溫度傳感器

TT2檢測(cè)的溫度值與設(shè)定值之偏差，以比例積分控制規(guī)律自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽側(cè)電動(dòng)

閥的開度。

(2)換熱器與循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)控制通過實(shí)時(shí)檢測(cè)循環(huán)熱水流量和供/回水

的溫度，確定實(shí)際的供熱量，用戶側(cè)的供熱量Q為

Q=q?cp(t2-t3)

(3)補(bǔ)水泵的控制實(shí)時(shí)檢測(cè)回水壓力PT3的大小，自動(dòng)控制補(bǔ)水泵的起/

停，及時(shí)對(duì)熱水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。

(4)水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示及故障報(bào)警采用流量開關(guān)FS1、FS2、FS3分

別作為熱水水泵、凝結(jié)循環(huán)水泵與補(bǔ)水泵的運(yùn)行狀態(tài)顯示，水泵停止時(shí)電動(dòng)閥自

動(dòng)關(guān)閉。采用泵的主電路熱繼電器輔助觸點(diǎn)作故障報(bào)警信號(hào)，當(dāng)水泵有故障時(shí)，

自動(dòng)起動(dòng)備用泵。

3.換熱器傳熱量的控制方法

如果一次側(cè)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(jiǎn)單控制系統(tǒng)對(duì)換熱器的傳熱量進(jìn)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(duì)象為換熱器、供熱

水泵、分水器和集水器。

1.主要檢測(cè)內(nèi)容

2.一次熱媒側(cè)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(dòng)狀態(tài)。

3.控制內(nèi)容

根據(jù)裝設(shè)在熱水出水管處的溫度傳感器T3檢測(cè)的溫度值與設(shè)定值之偏差，以比

例積分控制方式自動(dòng)調(diào)節(jié)一次熱媒側(cè)電動(dòng)閥的開度V1。

圖6-4水-水換熱器的監(jiān)控原理圖

2)測(cè)量供、回水壓差PdT,控制其旁通閥的開度V3,以維持壓差設(shè)定，直。

3)根據(jù)二次側(cè)供水溫度、回水溫度和流量，計(jì)算用戶側(cè)實(shí)際耗量。根據(jù)室

外溫度的平均值，利用供熱系統(tǒng)的運(yùn)行曲線圖，得到實(shí)際運(yùn)行所要求供水溫度

的大小，計(jì)算出循環(huán)熱水流量的多少，并進(jìn)行供水溫度的再設(shè)定。

4)供熱泵停止運(yùn)行，一次熱媒電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。

5)根據(jù)排定的工作序表，按時(shí)起停謾備。

4.依據(jù)熱量計(jì)量收費(fèi)后熱網(wǎng)調(diào)節(jié)方案

(1)熱網(wǎng)調(diào)節(jié)的原則是在保證充分供應(yīng)的基礎(chǔ)上盡量降低運(yùn)行成本。為保

證充分供應(yīng)，就要保證在任何時(shí)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(diǎn)選作壓力控制點(diǎn)，在運(yùn)行時(shí)

使該點(diǎn)的壓力保持不變——壓力控制點(diǎn)。

1)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(diǎn)，保持該點(diǎn)的供回水壓差始終保持不變。

2)無論哪種控制方法，都要做到以下兩點(diǎn)：

3)正確選擇控制點(diǎn)的位置和設(shè)定值。控制點(diǎn)的位置及設(shè)定值大小的選擇主

要是考慮降低運(yùn)行能耗和保證熱網(wǎng)調(diào)節(jié)性能的綜合效果。在設(shè)定值大小相同的條

件下，控制點(diǎn)位置離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越近，滯后越小，調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，但越不

利于節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用；離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越遠(yuǎn)，情況正好相反。

4)供水溫度的調(diào)節(jié)方法、供水溫度和控制點(diǎn)的設(shè)定值根據(jù)具體工程而定。

5.直連網(wǎng)的調(diào)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(diǎn)選作壓力控制點(diǎn)，在運(yùn)行時(shí)保證該點(diǎn)的壓力不變。該方法的關(guān)鍵點(diǎn)是選擇壓力

控制點(diǎn)及設(shè)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。

1)各個(gè)用戶所要求的資用壓頭相同。其特點(diǎn)是為保證在任何時(shí)候都能滿足所

有用戶的調(diào)節(jié)要求，把壓力控制點(diǎn)確定在最遠(yuǎn)用戶n的供水入口處。

各用戶所要求的資用不相同，此時(shí)壓力控制點(diǎn)的選擇比較復(fù)雜。

(2)壓差控制方法壓差控制點(diǎn)的位置和設(shè)定值壓差控制方法的原理圖如

圖6-8所示。

:T1卜.一?一室外補(bǔ)償儀

圖6-8直連網(wǎng)壓差控制原理圖

(3)熱源供水溫度計(jì)量供熱條件下，熱源供水溫度的調(diào)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(dāng)于原來的質(zhì)調(diào)節(jié)。

6.(4)熱源總流量的調(diào)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(diǎn)的壓力變化而控制變頻

泵的轉(zhuǎn)速。

7.間連網(wǎng)的調(diào)節(jié)

(1)間連網(wǎng)不同于直連網(wǎng)，其一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)方案不同。

二次網(wǎng)的調(diào)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(gè)

熱源，這樣間連網(wǎng)的每一個(gè)二次網(wǎng)就相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的直連網(wǎng)，則二次網(wǎng)的調(diào)

節(jié)中關(guān)于控制點(diǎn)位置及設(shè)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

T1一二次網(wǎng)供水溫度P1一二次網(wǎng)定壓點(diǎn)

P2一為一次網(wǎng)定壓點(diǎn)T3——次網(wǎng)供水溫度

一次網(wǎng)調(diào)節(jié)把熱換站看作一次網(wǎng)的一個(gè)用戶，由上述二次網(wǎng)供水溫度的

調(diào)節(jié)要求知，一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥V1的調(diào)節(jié)，使一次網(wǎng)也成為變流量運(yùn)行而不是定流

量運(yùn)行。

1)供水溫度的控制。根據(jù)室外溫度設(shè)定二級(jí)官網(wǎng)側(cè)的供水溫度，通過調(diào)節(jié)

一級(jí)管網(wǎng)側(cè)的流量來控制。

2)二級(jí)官網(wǎng)的流量控制。二級(jí)官網(wǎng)側(cè)的循環(huán)水泵采用變頻水泵。

3)系統(tǒng)定壓控制。

8.混連網(wǎng)的調(diào)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(diǎn)的位置及設(shè)定值