简析热用户与热网系统间的控制方案.doc

1、简析热用户与热网系统间的控制方案摘要：简单分析了计量供热系统中热用户和热网的自动控制方案。 关键词：计量供热；自动控制；热网；热用户 中图分类号： TB9 文献标识码：A 文章编号： 1、引言 在供热计量的采暖系统中，用户通过调节散热器的流量来控制散热量，从而实现对室温的控制。当许多用户都进行流量调节时，整个热网的流量和热量就会发生变化，可能导致某些用户不能实现室温控制2。因此，如何才能保证用户能够获得所需的热量就成为人们关注的一个问题。下面就解决这个问题对供热系统的自动控制进行简单分析。 2、热用户入口控制 由于恒温阀的主动调节，室内系统压力，流量随时发生变化，为保证用户供热量，应在入口采用

2、相应控制装置。 入口控制方法主要有： 2.1 用户入口加差压控制器 控制用户压差，压差控制器与用户串联 控制用户压差，压差控制器与用户并联 控制节点压差 2.2 用户入口加流量限制器 3、热网控制 在按户依据热量计量收费后热量成为一种商品，用户有权决定自己购买多少热量，供热公司作为供应商应保证足够的商品以供用户购买。因此热网调节的原则是在保证供应的基础上尽量降低运行成本。为保证供应，就要保证在任何时候用户都有足够的资用压头。为此可以采用以下 2 种控制方法： 供水定压力控制1，即把热网供水管路上的某一点选作压力控制点，在运行时使该点的压力保持不变（注意，该点并不是热网的恒压点，为避免误解，我们

3、在这里把这一点称作压力控制点） 。例如，当用户调节导致热网流量增大后，压力控制点的压力必然下降，这时调高热网循环水泵的转速，使该点的压力又恢复到原来的设定值，从而保持压力控制点的压力不变。 供回水定压差控制1，把供热网某一处管路上的供回水压差作为压差控制点，保持该点的供回水压差始终保持不变。例如，当用户调节导致热网流量增大后，压差控制点的压差必然下降，调高热网循环水泵的转速，使该点的压差又恢复到原来的设定值，从而保持压差控制点的压差不变。 无论哪种控制方法，都要涉及到以下问题：控制点选在什么哪；控制点的设定值取多大；供水温度如何调节；如何综合地调节供水温度和控制点的设定值，以尽量节省运行成本。

4、 控制点位置及设定值的选择主要是考虑降低运行能耗和保证热网调节性能的综合效果。在设定值相同的条件下，控制点位置离热网循环泵出口越近，调节能力越强，但越不利于节约运行费用；离热网循环泵出口越远，情况相反。在控制点位置确定的条件下，控制点的压力（压差）设定值取得越大，越能保证用户在任何工况下都有足够的资用压头，但运行能耗及费用也就越大；反之如取值过低，运行能耗及费用虽然较低，但有可能在某些工况下保证不了用户的要求。 3.1 直连网的调节 供水压力控制点的位置及设定值大小 采用供水压力控制方法，有两种情况： a各个用户所要求的资用压头相同 为保证在任何时候都能满足所有用户的调节要求，把压力控制点确定

5、在最远用户 n 的供水入口处，该用户供水入口处的压力设定值 pn 为： （1-1） 式中 p0 为热源恒压点的压力值，设恒压点在循环泵的入口；pr设计工况下从 n 用户到热源恒压点的回水干管压降；py 用户的资用压头。 b各用户所要求的资用压头不同 此时压力控制点的选择比较复杂一些，原则上应根据式（1-1）计算出所有用户的 pn，然后选其中具有最大 pn 的用户供水入口处为压力控制点。但在实际情况中，比较难以确定哪一个用户的 pn 最大。从设计数据中可以知道各用户的设计流量、热网管径及长度，从而算出各用户的pn，但由于热网施工安装、阀门开度大小等实际因素的影响，管路的实际阻力系数并不等于设计值

6、，因此计算所求出的最大 pn 并非实际上最大。一般来讲，如果最远用户所要求的资用压头最大，则把最远用户供水入口处作为压力控制点；否则可以把压力控制点设置在主干管上离循环泵出口约 2/3 处附近的用户供水入口处，其设定值大小为设计工况下该点的供水压力值，这是一种经验性质的确定方法。 压差控制点的位置和设定值 当各个用户所要求的资用压头相同时，压差控制点可以选在最远用户处；当各用户所要求的资用压头不相同时，压差控制点选在要求资用压头最大的用户处，其压差设定值为所要求的最大资用压头， 热源供水温度及总流量的调节 一般情况下，热源的供水温度 tg 仅随室外温度 tw 而变化，这个变化与现行的运行曲线相

7、同，也就是相当于质调节运行方式下的供水温度调节曲线，即： （1-2） 式中 tn，tw分别为室内、外设计温度；tg，th分别为设计供/回水温度；b 为散热器传热系数函数的一个参数。 热源处循环泵的总流量用变频控制，根据压力控制点的压力变化而控制变频泵的转速。 当室外温度较高时，根据式（1-2）热网的供水温度 tg 较低，如有生活热水用户时则满足不了热水的加热要求。因此 tg 值不能过低，此时应保证 tg 不低于 60。 3.2 间连网的调节3 间连网不同于直连网，其一次网和二次网的调节方案不同。 二次网的调节 压力控制和压差控制的原理相似，这里仅以压力控制为例进行说明。把间连网的换热站看成一个

8、热源，这样间连网的每一个二次网就相当于一个独立的直连网。则二次网的调节中关于控制点位置及设定值大小的选取也就和直连网相同，且二次网的循环泵也要变频控制。但此时的差别在于换热站二次网供水温度控制。换热站的换热面积不变，当换热站所带的其中一个用户调节流量后，换热器的二次侧流量就要发生变化。当二次网的供水温度发生变化后，对没有进行调节的用户，虽然其热器流量没有变化，但室内温度也要发生变化，这是我们所不希望的。因此二次网供水温度只能与室外温度有关，而不应当随用户调节流量而改变。这样，换热站二次网的供水温度 tg 由该站的一次网调节阀 V1 控制，调节该站一次网阀门 V1，使二次网的供水温度 tg 保持

9、在所需值。 一次网的调节 把换热站看作一次网的一个用户，由于上述二次网供水温度的调节要求，一次网调节阀 V1 的动作，使一次网也成为变流量运行而不是定流量运行。这样一次网的调节、热源的调节方案完全与直连网相同。 3.3 混连网的调节 控制点的位置及设定值 间连网的一、二次网水力工况相互独立，互不干扰，但混连网的一次、二次网水力工况并不相互独立，因此混连网的压力控制点位置和控制压力值的选取不能像间连网那样在一次、二次网分别设置，而应该只设置一套压力控制点和控制值。此时可以不考虑混连网中的混连站而与直连网一样设置一套压力控制点和控制值。 混连站出水温度及其流量调节 混连站出水温度 tg 与混水比有

10、关，当某一用户调节其流量后，混连站的出水温度即发生变化，为保证 tg 仅与室外温度有关而不随用户的调节而变化，此时调节混水泵的转速，使出水温度 tg 达到要求。 总之，混连网的压力控制点的压力值由热源处变频循环泵的转速所控制，而混连站的出水温度由变频混水泵的转速所调整。 4、结束语 计量供热系统的自动控制必须根据计量供热的特点进行设计。在应用了自动控制之后，与现行的计量采暖相比较对，具有控制整个管网系统流量和压力的能力，节省了运行费用，还保证了用户的供热质量。 参考文献 1 涂光备,等.供热计量技术M.北京:中国建筑工业出版社,2003. 2 赖举,高洪文 . 计量供热系统热网的自动控制 . 测控技术,2005,(6-24). 3 柏晨,安大伟,等. 计量供热系统热源和热网的自动控制. 煤气与热力,2003,(11):669 671.