热网水力工况实验台的改进

郑鹏 赵勇

内蒙古能源发电兴安热电有限公司 内蒙自治区兴安盟乌兰浩特市 137400

摘要：城镇集中供热从20世纪50年代起就开始发展，经历了从无到有、从小到大、从粗犷到精细的发展。时至今日，中国北方城镇已经基本实现了集中供热，城镇集中供热覆盖面积逐年增加完善，集中供热在惠及民生、采暖便利的同时，也在为我们赖以生存的这片蓝天而努力。基于此，本文章对热网水力工况实验台的改进进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：热网水；力工况实验台；改进

引言

在供能侧，传统的集中供暖虽然解决了大部分片区的供暖问题，但随着太阳能、风能等可再生能源，地热、核电等新能源的使用，热源更加多元化，使我国供暖将呈现集中分布又相对分散的格局；在用户侧，受到消费升级观念的影响，追求舒适美观、个性化的装饰成为新一代热用户的基本特征。

1城市热网工艺分析

城市集中供热系统由热源、热网和用户三部分组成。划分为温控区和供热区，涉及到供热站、换热站、供水站、监控站和热网用户等站点。其中供热站为热源，集中热源主要为热电站和区域性锅炉房，或采用热电联合集中供热，为一次管网提供热源以满足二次管网供暖所需。热源将载热介质输送至一次管网，载热介质可以为高温热蒸汽或高温热水，管网网道设置有传感器组，包括压力变送器、流量传感器和温度检测器等测量检测元件，通过供热阀调节管网内载热介质流量，载热介质经过供热阀后流入换热器。换热器位于换热站内用于载热介质与二次工艺介质的热量交换，经加热后的工艺介质进入二次管网，经高压泵加压后送入千家万户。供水站对换热站进行工艺介质的补充与泄流，维持管内压力恒定与供热稳定。

2集中供热运行现状概况

①经济成本高。经济回收期不确定。集中供热属于国家蓝天环保策略指导下的惠民政策，供热范围尽量扩大，以减少居民自己采暖的烟气排放。目前的供热收费是在按府指导价收费，基本上所有的热力公司都依靠政府补贴生存，供热距离越长，建设成本和运行成本都越高，自我生存能力差。②供热控制系统不支持。集中供热控制系统已经发展了很多年，按照分类，目前的控制系统一级调节都能实现，二级调节少部分能实现，三级调节基本没有实施。完善的集中供热控制系统包含一级调节系统、二级调节系统和三级调节系统。系统容量和复杂程度成倍增加，但没有一个优化的管理运行理念无法形成一套可行的控制系统。③居民用热理念不科学、供热管理不成熟。不同人群对于居住供热温度需求不同，对于健康的认识不同。据国内外有关卫生部门的研究结果，当人体衣着适宜、保暖量充分且处于安静状态时，室内温度18℃时无冷感，15℃是产生明显冷感的温度界限，本着提高生活质量，满足室温可调的要求，并按照国家现行标准GB/T18883—2002《室内空气质量标准》要求，把民用建筑主要房间的室内温度定在16℃以上作为合格温度，18℃为标准室温。

3热网水力工况实验台的改进策略

3.1报警数据

根据热网工艺分析，确定热网系统各个管网中温度变化正常范围，将热网运行控制在临界变化范围内。在组态中对被限制变量设定变化范围，当被限制变量变化超出范围将产生报警信息，提示工作人员对运行状态进行调整或检修。外设更高一级变化范围，使得该范围大于前一次设定范围，但仍在临界变化范围以内，目的是当温度变化超过初次给定范围，持续一段时间后仍旧没有操作人员处理时，根据程序实现调节阀的自动关断，代替人工人员候补操作，对产品安全具有双重保障，避免安全事故的发生。对报警数据进行实时记录，并在电脑后台指定位置生成数据文件，该文件可作为日后系统运行维护参考依据，数据中包含系统运行时间与状态，报警数据与报警类型，发生异常的变量前后数值变化。正常运行时不显示，当发生异常时，恢复值无数据;系统正在恢复时，恢复值中对应当前调整的数据，以红绿交替的形式展现，可及时显示异常状况的发生并预警系统异常变化，提高热网系统安全性。

3.2水锤现象预警

对于供热管道来讲，大多数都是属于密闭管路系统，所以在整个过程当中流体流量的快速变化会产生比较大的压力波，并且还会伴随着震动现象，这种现象就被称为水锤现象。因为这种现象是在短时间之内所发生的，所以水锤现象的破坏性是比较大的。如果在短时间内，管道内的流量流速出现巨大变化，那么会使管道内的压强增加甚至是产生冲击影响，使管道出现破裂或者瘪塌问题。在城市智慧供热在线监管系统运行过程中，能够针对管道流量进行实时监测，并且对水锤现象进行及时有效的监测与预警，并采取有效措施予以解决。

3.3热源环节的智慧化监控调度

无论是单热源局部区域供热，还是多热源的联网供热，都需要将热源的生产情况传输到智慧热网调度平台。在热源各机组和主管网出口安装温度、压力、流量和能耗计量装置，监控收集实时的供回水温度、压力、流量、热量、补水流量等重要数据；系统计算分析各环节能耗、各机组效率、预测热负荷，根据未来几天的天气预报信息，自动计算出未来几天的热量需求情况，并根据调度预案制定热源出口参数的运行策略，辅助于实时天气情况的修正，提前协调安排热源生产的规模和参数，保证供热管网运行稳定，根据需要优化调度热源生产，减少能源浪费，进而减少污染物排放。

3.4大数据云计算技术的引入

大数据云计算分析的出现使得信息时代背景之下的数据资源收集的入手方式更加方便，且更容易收获丰富的信息资源。大量全面的数据获取能够提升数据信息资源使用的效果。大量的数据信息借助云计算和信息技术的辅助，能够迅速建立数据之间的合理关系网，提升数据资源使用的效率。信息技术的硬件和软件设备率先做好粗略的整理工作能够减少人工整理的失误。积极拓展数据应用的方向，提升工作操作方法使用的灵活性，创新服务方法。传感器、触控屏幕、物联网、云计算、人机交互等智能技术的迅猛发展，使智能化趋势变得更加明朗。人工智能技术、传感技术、自动化技术、网络技术都能运用于大数据云计算领域。彻底完成人机交互，智能化执行方法，提供有效的决策方案。

结束语

在新时期发展背景下，现代化经济建设与环境保护工作是同步进行的，在社会各行业建设过程中，都应当积极响应节能减排以及保护生态环境的号召，为达到控制室内温度的目的，加入在温度控制客户端加装温控器，调控进入散热器的热水流量流速，实现对室温的控制。。

参考文献

[1]郑忠海,张雯,康辉,赵思远,田包云,薛艺辉.供热系统全网水力工况的时空分析[J].华电技术,2020,42(11):62-68.

[2]田贯三,邰传民,葛长海,张文豪.基于环网理论的供热管网水力工况仿真研究[J].山东建筑大学学报,2020,35(05):1-7.

[3]徐峰,张晓巩,郝哲宇,郑杨.供热管网水力工况虚拟仿真实验系统设计[J].河北建筑工程学院学报,2020,38(02):49-54.

[4]李积广.大型多热源环状供热管网水力计算方法的对比分析[J].低温建筑技术,2020,42(03):8-10+36.

[5]樊敏,姬克丹.基于太古一级网运行调节的水力工况分析[J].区域供热,2019(05):54-59.