有关城镇供热系统控制的讨论__墨水学术,论文发表,发表论文,职称

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:52

副标题#e#     摘  要：随着城市建设的迅速发展,集中供热成为我国北方地区城市现代化建设所必须的步骤之一。供热系统的不断扩大,如何有效的控制和管理整个热力系统,提高热力系统的经济效益和社会效益,成为各供热企业急需解决的重要问题。
     关键词：集中供热；城镇；系统控制
     我国集中供热开始于五十年代初,经过五十年的快速发展,华北、东北、西北等采暖地区已形成了许多大规模的热力系统。我国集中供热主要有热电联产和区域集中供热两种方式,煤是主要的能源来源。采暖按照面积收费、调峰热源不足等是我国热网的常见特点;运行方式为:大流量,小温差的运行方式。
      大流量,小温差的运行方式是指热网实际运行流量大于设计流量或理想流量,当这种情况出现时,供热管网的供回水温度必然低于设计值或理想值。由于热网调节靠经验进行手工调节,会出现靠近热源端的热用户散热器过热,超出室内设计温度,而远离热源的末端,则达不到设计室温的现象。大流量,小温差运行方式对供热系统来说有利有弊:提高循环水量,降低供回水温差可以减少锅炉汽化、水击等事故的发生;能有效地减少用户系统的热力失调,可以提高系统的水力稳定性,但不能解决问题的实质,水力失调依旧存在,同时还增加了大量额外的耗电量,并造成对环境的污染,因此,也是一种不经济的运行方式。
一、集中供热运行方式
       供热系统热力失调的根本原因是水力失调即流量分配不均所致。消除系统热力失调最有效最经济的方法是进行系统流量的均匀调节即初调节。但各用户流量按热负荷大小实现均匀调配后,还不能保证用户室温在整个供暖期都会满足设计室温要求,为使用户室温达到设计要求,还必须在整个供暖期,随着室外气温的变化,随时进行供水温度、流量的调节,以期实现按需供热,这种调节称为供热系统的运行调节。供热系统的运行调节分为集中质调节和集中量调节。集中质调节只需在热源处调节供热系统供水温度,运行管理方便。运行期间循环水量保持不变,因而水力工况稳定。但因循环流量始终保持最大值,消耗电能太多;且难满足其它种类热负荷的要求。对于同一个供热系统,其一次网只能按照一个水温调节曲线运行,这就给调节工作带来困难。采用集中量调节,要求供热系统循环流量实现无级调节。现在变频器技术的发展及其价格的下降为水泵的变速运行提供了很好的基础。集中量调节最大的优点时节省电耗。存在的主要问题是二次网循环流量过小时,系统将发生严重的热力工况垂直失调。
（一）模拟分析法
       模拟分析法由清华大学热能系于1985年开发的。其基本原理是先建立系统水力工况数学模型,通过分析、预测计算出调节过程中的过渡流量,然后在现场实施。这种方法优点是准确、快速、相对节省人力、用途广泛。缺点是每个用户调节阀流量需测量两次,工作量较大;计算机程序软件非专业人员不易掌握。
（二）最不利端压差控制
       北欧各国普遍采用的控制方式是最不利端压差控制,主循环泵采用调速泵,根据最末端测出的供回水压差控制泵的转速,使该压差维持与要求的数值。各热用户则可根据要求,自动调节流量,满足各自的用热要求。采用这种方式,如果同时维持热源的出口温度为常数,理论上能够满足各种情况。某个用户需要加大流量,以增加供热量,因而开大阀门时,干管流量增大,压降增大,末端压差降低,其它各用户流量降低,此时,主循环泵相应增加转速,总流量增大,使末端压差恢复到设定值,这时,各用户流量也会基本上恢复到设定值。因此,只要主循环泵能及时调整,系统即能保持正常。这种运行方式的前提是以用热量的多少#p#副标题#e#来收取费用,任何一个热力站随时都可以通过加大阀门的开度来增加流量,增加热量。我国是按照建筑面积收取热费,为了节省总供热量,热网不应该以充分满足各热用户的需求为调节目的,而应该以满足采暖建筑的基本要求（大于18℃）为前提,尽可能减少总供热量为目标。
（三）固定各热力站的流量
       既然以供热面积为标准收取热费,干脆根据各热力站所带负荷的面积计算各个热力站的设计流量,在各热力站安装流量计,调节供水阀,使一次网侧进入热力站的流量在任何时候均为设计流量。根据外界温度的变化,集中对热源的出口温度进行调整,这是一种根据我国热网管理模式提出的控制模式,不存在前面的振荡和部分热力站供热量偏多的问题。然而仔细分析这种方法仍有不足:由于各热力站实际供热面积很难计算、统计的清楚,即使计算出的面积准确,由于每个用户的建筑类型、朝向、保温情况不尽相同,单位面积的热负荷也就不可能相同。按照面积定流量,就会使保温好的建筑室温偏高,保温差的建筑室温偏低,或者是统计出的供热面积偏小的热力站所带的负荷室温普遍偏低。热力公司向用户的承诺并不是每平方米多少循环流量,而是房间温度不低于规定的下限（16℃）,如果房间温度偏高,热力公司并不能收到更多的热费,只相当于白白多供了热量,如果某个热力站所带负荷的室温偏低,则会收到用户投诉。因此,更好的方法是否应为设法使各热力站的供热效果均匀,而不是仅使流量与标称供热面积相匹配。如果无自动控制系统,完全依靠手动调节,这样做可能是可以做到的最好效果,但是如果安装了自控设备,各个热力站的进口阀门可以自动调节时,能够使各热力站之间的供热效果更加接近,从而使总的供热量有可能进一步降低,使热力公司在不降低供暖质量的前提下,获得更多的经济效益。
二、供热系统控制方案的实施建议
（一）建立供热负荷预测模型,采用遗传算法对模型的参数辨识,并以此来计算当天的供热温度,指导锅炉的自动控制。
（二）废弃原来采用的按面积确定换热站一次流量的方法,对换热站的热力特性参数进行辨识,使一次供水流量能够动态的跟随各站供热面积的变化,为将来按热收费打下了基础。
（三）运用遗传算法对整个管网的阻力系数进行辨识,根据阻力系数解决了水力失调的问题。在热量不足时,为均匀供热提供了依据。
（四）根据阻力系数的辨识结果,在系统故障时,能够判断出故障的地点和类型,防止了故障的扩大,并为检修、恢复供暖提供了保障。
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