1、第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),11-1 概述,運行調節(jié)是指當熱負荷發(fā)生變化時,為實現(xiàn)按需供熱,而對供熱系統(tǒng)的流量、供水溫度等進行的調節(jié)。熱水供熱系統(tǒng)的熱用戶，主要有供暖、通風、熱水供應和生產工藝用熱系統(tǒng)等。這些用熱系統(tǒng)的熱負荷不是恒定的，如果供暖通風熱負荷隨室外氣象條件：(主要是室外氣溫)變化，熱水供應和生產工藝隨使用條件等因素而不斷變化。為保證供熱質量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經濟合理，就要對熱水供熱系統(tǒng)進行供熱調節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),根據(jù)供熱調節(jié)地點不同，供熱調節(jié)可分為集中調節(jié)、局部調節(jié)和個體調節(jié)三種調節(jié)方式。,集

2、中調節(jié)在熱源處進行調節(jié)； 局部調節(jié)在熱力站或用戶入口處調節(jié)； 個體調節(jié)直接在散熱設備 (如散熱器、暖風 機、換熱器等)處進行調節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),對于僅有采暖熱負荷的熱用戶，可采用集中調節(jié)，而對于具有多種熱負荷（如供暖 通風 生活熱水）往往采用以集中調節(jié)為主，局部調節(jié)為輔的綜合調節(jié)。 集中供熱調節(jié)的方法，主要有以下幾種： 1. 量調節(jié)改變網路的循環(huán)水量（很少單獨使用） 2質調節(jié)改變網路的供水溫度，流量不變 3分階段改變流量的質調節(jié)； 4間歇調節(jié)改變每天供暖小時數(shù)； 5質量流量混合調節(jié)即同時改變網路供水溫 度和流量。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),11-2 供暖熱

3、負荷供熱調節(jié)的基本公式,供暖熱負荷調節(jié)的主要任務：維持供暖房屋的室內設計溫度。 根據(jù)第一篇供暖工程各章所述，在供暖室外計算溫度為 ，散熱設備采用散熱器時，則有如下的熱平衡方程：,（11-1） （11-2）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),（11-4）,（11-3）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),式中 建筑物的供暖設計熱負荷，W； 在供暖室外計算溫度 下，散熱器放出的熱量，W； 在供暖室外計算溫度 下，熱水網路輸送給供暖熱用戶的熱量，W； 建筑物的體積供暖熱指標，即建筑物每1m3外部體積在室內外溫度差為1時的耗熱量,w/m3； 建筑物的外部體積，m3 ； 供暖室外計算溫度，； 供暖

4、室內計算溫度，；,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),進入供暖熱用戶的供水溫度，；如用戶與熱網采 用無混水裝置的直接連接方式(如圖810a)，則熱網的供水溫度 ；如用戶與熱網采用混水裝置的直接連接方式(如圖810b、c、d)，則 ；,供暖熱用戶的回水溫度，；如供暖熱用戶與熱網采用直接連接，則熱網的回水溫度與供暖系統(tǒng)的回水溫度相等，即 ； 散熱器內的熱媒平均溫度，； 供暖熱用戶的循環(huán)水量，kgh； c 熱水的質量比熱，G；4187Jkg； 散熱器在設計工況下的傳熱系數(shù), w/m2； 散熱器的散熱面積， 。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),散熱器的放熱方式屬于自然對流放熱，是溫差的函數(shù)，它

5、的傳熱系數(shù)具有 的形式，其中b是由散熱器的幾何條件限制的，如就整個供暖系統(tǒng)來說，可近似,帶 “”上標符號表示在供暖室外計算溫度 下的各種參數(shù)，若對某一室外溫度 狀況下，可列出與上面相對應的熱平衡方程。即：,（11-5）,（11-6）,（11-7）,（11-8）,地認為： ，則式（11-3）可改寫為：,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),（11-9）,若令在運行調節(jié)時，在 工況下相對熱負比 ，相對流量比 ，則：,（11-10）,同時認為,，則,（11-12）,綜合上述公式，可得：,（11-13）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),公式（11-13）是供暖熱負荷供熱調節(jié)的基本公式。式中分母的

6、數(shù)值，均為設計工礦下的已知參數(shù)。,式中有四個未知數(shù)， 、 、 、 ，只有三個方程，故需引入一個條件，即調節(jié)方式。如： a) 改變網路的供水溫度（質調節(jié)）； b) 改變網路流量（量調節(jié)）； c) 同時改變網路的供水溫度和流量（質量-流量調節(jié)）； d) 改變每天供暖小時數(shù)（間歇調節(jié)）。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),11-3 直接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調節(jié),一、質調節(jié) 在進行質調節(jié)時，只改變供暖系統(tǒng)的供水溫度，而用戶的循環(huán)水量保持不變，即 =1。 1) 對于無混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，將 此補充條件 1代入熱水供暖系統(tǒng)供熱調節(jié)的基本公式(813)，可求出質調節(jié)的供、回水溫度的計

7、算公式。,（11-14）,（11-15）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),2)對帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，外網供水溫度 ，回水溫度 。見圖8-1，則有 ， 。,（11-18）,由混水前后焓不變有：,由此可得設計工況：,（11-19）,任意工況下，,，因用戶阻力不變且入口處,（11-21）,壓力不變，則有：,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),圖11-1 帶混水裝置的直接連接供暖系統(tǒng)與 熱水網路連接示意圖,圖11-1 帶混水裝置的直接連接供暖系統(tǒng)與熱水網路連接示意圖,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),（11-22）, （11-23）,式中：, 網路與用戶系統(tǒng)的設計供水溫度差

8、，。,依據(jù)質調節(jié)基本公式、水溫曲線及例題11-1的分析，網路的供、回水溫度隨室外溫度的變化有如下規(guī)律：,1）隨,升高，,、,降低，,下降；,2）由于,為指數(shù)函數(shù)，曲線呈向上凸形狀；,3）隨著室外溫度的升高，散熱器的平均計算溫差亦隨之降低。在某一室外溫度tw下，散熱器的相對平均計算溫差比與相對熱負荷比。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),調節(jié)特點：,1）便于熱電廠供熱 升高， 降低，充分利用低位熱能； 2）由于 不變，在 升高，流量大，循環(huán)水泵功耗大； 3）質調節(jié)，當存在生活用熱、通風負荷時，要求 70, 否則不能保證熱水供水溫度和通風吹冷風； 4）比較方便簡單易實施。,第十一章 熱水供熱系

9、統(tǒng)的集中運行調節(jié),二、分階段改變流量的質調節(jié),分階段改變流量的質調節(jié)，是在供暖期中按室外溫度高低分成幾個階段，在室外溫度較低的階段中，保持設計最大流量；而在室外溫度較高的階段中，保持較小的流量。在每一階段內，網路的循環(huán)水量始終保持不變，按改變網路供水溫度的質調節(jié)進行供熱調節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),三、間歇調節(jié),間歇調節(jié)：當室外溫度升高時，不改變網絡的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天供暖小時數(shù)，這種供熱調節(jié)方式稱為間歇調節(jié)。 應用：間歇調節(jié)可以在室外溫度較高的供暖初期和末期，作為種輔助的調節(jié)措施。 具體： （11-34）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),8-4 間接連接熱

10、水供暖系統(tǒng)的集中供熱調節(jié),對于間接連接系統(tǒng)為保證供暖用戶水利穩(wěn)定性，多采用質調節(jié)，而熱網的 、 取決于一級網路調節(jié)方式和換熱器熱力特性。 1.熱水網絡采用質調節(jié) 此時 ，根據(jù)網路供給熱量的熱平衡方程式，得出：,（11-35）,由換熱器熱平衡方程，可得：,（11-36）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),水-水換熱器的相對傳熱系數(shù)比； 在設計工況下，水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，；, （11-37）,在運行工況下，水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，；, （11-38）,對于管殼式水-水換熱器的相對傳熱系數(shù)比,如下：,（11-39）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),整理可得出：,（11-42）,

11、（11-41）,通過聯(lián)立求解，即可確定熱水網路采用質調節(jié)的相應供、回 水溫度,值。,和,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),11-5 供熱綜合調節(jié),供熱綜合調節(jié)：對具有多種熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)，通常是根據(jù)供暖熱負荷進行集中供熱調節(jié)，而對其它熱負荷則在熱力站或用戶處進行局部調節(jié)。這種調節(jié)稱作供熱綜合調節(jié)。 本節(jié)主要闡述目前常用的閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)（見圖11-5），當按供暖熱負荷進行集中質調節(jié)時，對熱水供應和通風熱負荷進行局部調節(jié)的方法。 熱網集中質調節(jié)， （指采暖部分），此時網路供、回水溫度曲線見圖11-6。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),圖11-5 閉式并聯(lián)熱水系統(tǒng)示意圖,圖11-

12、5閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)示意圖,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),圖11-6,圖11-6 (a)并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)供熱綜合調節(jié)水溫曲線示意圖； (b)各熱用戶和網路總水流量圖,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),1.熱水用戶系統(tǒng)的調節(jié)（最不利工況是采暖初期）。,（11-51）,對于采暖期（,），在某一,下熱平衡得：,（11-52）,（11-53）,（11-54）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),整理方程如下：,（11-55）,（11-56）,在上兩式中，,和,為未知數(shù)，通過試算和迭代可以確定。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),1.對通風用戶系統(tǒng),同理可聯(lián)立：, （11-61）

13、,（11-62）,在整個采暖期流出空氣加熱器的網路回水溫度見圖 11-6（b），可知熱網的總流量最大值發(fā)生在初期。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),分析得出： 1）多種熱用戶共存時，網路的設計流量是由調節(jié)方案 來確定。 2）當 時， 很低情況下，就需采用間歇調節(jié)。 補充內容： 間接連接供熱系統(tǒng)的集中調節(jié)與局部自動調節(jié)（即集、散式）的方法。 1）集中調節(jié)：保證熱量，供水溫度大于70； 保證每個用戶入口足夠的壓差與熱網關鍵點的壓力值。 2）局部采用自動控制系統(tǒng)進行調節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),11-6 多熱源并網運行的供熱調節(jié),多熱源并網技術是國外供熱先進國家為節(jié)約能源、降低

14、系統(tǒng)運行成本、提高經濟效益，在綜合運用水泵調速技術和控制技術的基礎上發(fā)展起來的一項先進的熱水管網運行技術。它與單熱源供熱調節(jié)有著很大的差異。多熱源并網技術的核心內容是在保證用戶供熱質量的前提下，實現(xiàn)各熱源的供熱量能按需要進行自由調度。本節(jié)介紹一種簡單易行的多熱源枝狀管網的運行調節(jié)方程及其調節(jié)曲線。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),一 并網運行的技術調節(jié),多熱源并網供熱系統(tǒng)實現(xiàn)經濟運行時，各熱源的供熱量需根據(jù)其經濟性和熱負荷的變化進行合理的調度安排，因此各熱源的供熱范圍和管網中的流量會隨時隨地發(fā)生變化，是一個變流量的供熱系統(tǒng)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),圖11-7,11-7多熱

15、源枝狀管網示意圖,以圖11-7所示的供熱系統(tǒng)為例，若圖中熱源A為燃煤熱電廠，供熱能力較大約占總供熱能力的60%；熱源B為燃煤鍋爐房，熱源C為燃油鍋爐房。在整個供熱季內對用戶的供熱量是一定的。要做到經濟運行，各熱源的供熱量顯然應按以下原則進行調度；,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),（1）熱源A應作為基本熱源，盡量滿負荷運行，負荷未滿前其他兩個熱源不應投入運行； （2）熱源A滿負荷后，首先投入調峰熱源B。熱源A保持滿負荷工作，熱源B根據(jù)用戶負荷的變化調整供熱量，補足熱源A供熱不足的部分； （3）當熱源B也達到滿負荷時，最后投入熱源C，此時熱源A和熱源B保持滿載同時作為基本熱源，而熱源C則成為調峰熱源。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運行調節(jié),為了實現(xiàn)上述調度,并網運行應具備以下技術條件：,（1）各熱源應執(zhí)行統(tǒng)一的水溫調節(jié)曲線，供熱調節(jié)的方式應便于各熱源間的負荷調配； （2）建立全網統(tǒng)一協(xié)調的水力工況，各熱源協(xié)調的定壓補水系統(tǒng)，統(tǒng)一的靜壓力線，與水力工況相適應的管網和設備選型（包括管網、設備的承壓能力，循環(huán)水泵的揚程等）； （3）具有簡便的負荷調配手段，例如熱源全部采用調速循環(huán)水泵等； （4）具有較高的自動化水平，如可靠的全網計算機監(jiān)控系統(tǒng)、循環(huán)水泵（加壓泵）揚程控制裝置、補水泵控制裝置、熱力站（用戶入口）用戶供熱參數(shù)的實時控制裝置等。,第十一章