供热系统的控制与管理

1、第第6 6章章 供热系统的控制与管理供热系统的控制与管理 6.1 6.1 换热器的监控换热器的监控 6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 6 6 供热系统控制与管理供热系统控制与管理 供热系统是通过热媒（如热水或蒸汽）向具有多重供热系统是通过热媒（如热水或蒸汽）向具有多重热负荷形式需求的用户提供热能的系统，其设计是基于热负荷形式需求的用户提供热能的系统，其设计是基于稳定传热和重要参数稳定传热和重要参数室外计算温度进行计算设计的。室外计算温度进行计算设计的。 对于供热系统不仅要求设计准确，而且需要设置相应对于供热系统不仅要求设计准确，而且需要设置相应的控制系统，使得供热系统在整个

2、实际运行期间，能够的控制系统，使得供热系统在整个实际运行期间，能够按照室外气象条件的变化，实时调节供热系统的热负荷按照室外气象条件的变化，实时调节供热系统的热负荷（尤其是季节性热负荷）大小。既确保供热系统输出的（尤其是季节性热负荷）大小。既确保供热系统输出的热负荷与用户要求的热负荷匹配，又实现供热系统的经热负荷与用户要求的热负荷匹配，又实现供热系统的经济运行，节能降耗。济运行，节能降耗。6.1 6.1 换热器的监控换热器的监控 换热器的监控是将一次蒸汽或高温水的热量，交换热器的监控是将一次蒸汽或高温水的热量，交换给二次网的低温水，供采暖空调、生活用。热水通换给二次网的低温水，供采暖空调、生活用

3、。热水通过水泵送到分水器，由分水器分配给采暖空调与生活过水泵送到分水器，由分水器分配给采暖空调与生活系统，采暖空调的回水通过集水器集中后，进入换热系统，采暖空调的回水通过集水器集中后，进入换热器加热后循环使用。器加热后循环使用。 热交换站计算机监控系统的主要任务是保证系统的热交换站计算机监控系统的主要任务是保证系统的安全性，对运行参数进行计量和统计，根据要求调整安全性，对运行参数进行计量和统计，根据要求调整运行工况。运行工况。6.1 6.1 换热器的监控换热器的监控6.1.1 6.1.1 蒸汽水换热器的监控蒸汽水换热器的监控 对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源，通过对于利用大型集中锅炉房或

4、热电厂作为热源，通过换热站向小区供热的系统来说，换热站的作用就同供换热站向小区供热的系统来说，换热站的作用就同供暖锅炉房一样，只是用换热器代替了锅炉。暖锅炉房一样，只是用换热器代替了锅炉。 1. 1. 控制内容控制内容 （1 1）供水温度的自动控制）供水温度的自动控制 （2 2）换热器与循环水泵的台数控制）换热器与循环水泵的台数控制 （3 3）补水泵的控制）补水泵的控制 （4 4）水泵运行状态及故障报警）水泵运行状态及故障报警6.1 6.1 换热器的监控换热器的监控 2. 2. 换热器传热量的控制方法换热器传热量的控制方法 （1 1）一次侧蒸汽压力较平稳）一次侧蒸汽压力较平稳温度温度控制器控制

5、器蒸汽流量蒸汽流量调节阀调节阀换热器换热器温度变送器温度变送器干干扰扰ttg +-蒸汽水换热器的简单控制系统原理图蒸汽水换热器的简单控制系统原理图t26.1 6.1 换热器的监控换热器的监控（2 2）一次侧蒸汽压力波动较大）一次侧蒸汽压力波动较大温度温度控制器控制器流量流量控制器控制器蒸汽流量蒸汽流量调节阀调节阀换热器换热器流量变送器流量变送器温度变送器温度变送器ttg +-+蒸汽水换热器的串级控制系统原理图蒸汽水换热器的串级控制系统原理图干干扰扰6.1 6.1 换热器的监控换热器的监控6.1.2 6.1.2 水水换热器的监控水水换热器的监控 1. 1. 根据热水出水管处的温度以比例积分控制方

6、式自根据热水出水管处的温度以比例积分控制方式自动调节一次热媒侧电动阀开度。动调节一次热媒侧电动阀开度。 2. 2. 测量供回水压差控制旁通阀开度，维持压差设定测量供回水压差控制旁通阀开度，维持压差设定值。值。 3. 3. 根据用户侧实际耗量，利用供热系统运行曲线图根据用户侧实际耗量，利用供热系统运行曲线图，确定供水温度。，确定供水温度。 4. 4. 供热泵停止运行，一次热媒电动调节阀关闭。供热泵停止运行，一次热媒电动调节阀关闭。 5. 5. 根据排定的工作序表，按时起停设备。根据排定的工作序表，按时起停设备。6.1 6.1 换热器的监控换热器的监控6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集

7、中控制 集中供热管网分成两部分，集中供热管网分成两部分，热源至各热力站的一次热源至各热力站的一次网，热力站至各用户建筑的二次网网，热力站至各用户建筑的二次网。本节讨论热源至各。本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。热力站间的一次网的监控管理。6.2.1 6.2.1 按供热面积收费体制下热网和热源的调节方法按供热面积收费体制下热网和热源的调节方法 1. 1. 控制方法的分类和特点控制方法的分类和特点 （1 1）量调节）量调节 供水温度不变，只改变水流量。供水温度不变，只改变水流量。 特点：节省电耗，但由于室外温度的改变而改变热网特点：节省电耗，但由于室外温度的改变而改变热网流量，将使热用户

8、系统水力失调。流量，将使热用户系统水力失调。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 （2 2）质调节）质调节 改变供水温度，循环水量不变。改变供水温度，循环水量不变。 特点：网路水力稳定性好，运行管理方便。但由于水特点：网路水力稳定性好，运行管理方便。但由于水量不变，增加电耗；当水温过低时，对暖风机系统和热量不变，增加电耗；当水温过低时，对暖风机系统和热水供应系统均不利。水供应系统均不利。 （3 3）阶式质量综合调节）阶式质量综合调节 供水温度变化的同时，热网水流量也发生阶段变化。供水温度变化的同时，热网水流量也发生阶段变化。可满足最佳工况要求。可满足最佳工况要求。 （4 4）间

9、歇调节）间歇调节 供水温度和流量不变，靠改变每天的供热时数来调节供水温度和流量不变，靠改变每天的供热时数来调节供热量。要求建筑物应有较好的蓄热能力。供热量。要求建筑物应有较好的蓄热能力。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 2 2. . 正常供热的技术措施正常供热的技术措施 （1 1）流量均匀分配）流量均匀分配 在初调节时把整个热网的水流量分配调整到用户所要在初调节时把整个热网的水流量分配调整到用户所要求的设计流量，即流量按供热面积分配均匀即可。求的设计流量，即流量按供热面积分配均匀即可。 （2 2）保证合适的供水温度）保证合适的供水温度 对于一次网，由热源处根据室外温度的高低

10、来控制热对于一次网，由热源处根据室外温度的高低来控制热源出口的供水温度；对于二次网，只要热力站设计及初源出口的供水温度；对于二次网，只要热力站设计及初调节合理，在一次网供水。调节合理，在一次网供水。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制6.2.2 6.2.2 热计量体制下的调节方法热计量体制下的调节方法 1. 1. 热计量下用户的调节方法和特点热计量下用户的调节方法和特点 每一户都安装热量计和温控阀，用户根据需求调节温每一户都安装热量计和温控阀，用户根据需求调节温控阀控制室内温度。调节本质上是通过调节散热器的流控阀控制室内温度。调节本质上是通过调节散热器的流量大小来调节供热量大小

11、进而调节温度。量大小来调节供热量大小进而调节温度。 在众多用户调节流量后，整个热网的流量和供热量也在众多用户调节流量后，整个热网的流量和供热量也随之变化，该变化是供热公司和热源处无法控制和预知随之变化，该变化是供热公司和热源处无法控制和预知的。的。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 2. 2. 依据热量计收费后热网调节方法依据热量计收费后热网调节方法 热网调节的原则是保证充分供应的基础上尽量降低运热网调节的原则是保证充分供应的基础上尽量降低运行成本。为保证充分供应，就要保证用户有足够的资用行成本。为保证充分供应，就要保证用户有足够的资用压头。压头。 （1 1）供水定压力控制）

12、供水定压力控制 把热网供水管路上的某一点选作压力控制点，在运行把热网供水管路上的某一点选作压力控制点，在运行时时改变水泵转速改变水泵转速使该点压力保持不变。使该点压力保持不变。 （2 2）供回水定压差控制）供回水定压差控制 把供热网某一处管路上的供回水压差作为压差控制点把供热网某一处管路上的供回水压差作为压差控制点，改变水泵转速使其恒定。，改变水泵转速使其恒定。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 无论采用哪种控制方法，都要做到以下两点：无论采用哪种控制方法，都要做到以下两点： 1 1）正确选择控制点的位置和设定值）正确选择控制点的位置和设定值 在设定值一定的情况下，控制点离热

13、网循环泵出口越在设定值一定的情况下，控制点离热网循环泵出口越近，滞后越小，调节能力越强，但越不利于节约运行费近，滞后越小，调节能力越强，但越不利于节约运行费用；控制点位置确定时，设定值取得越大，越能保证用用；控制点位置确定时，设定值取得越大，越能保证用户有足够的资用压头，但费用增加。户有足够的资用压头，但费用增加。 2 2）供水温度的调节方法、供水温度和控制点的设定）供水温度的调节方法、供水温度和控制点的设定值依据具体工程而定。值依据具体工程而定。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 3. 3. 直连网的调节直连网的调节 （1 1）供水压力控制）供水压力控制 把热网供水管路上的

14、某一点选作压力控制点，在运行把热网供水管路上的某一点选作压力控制点，在运行时时改变水泵转速改变水泵转速使该点压力保持不变。使该点压力保持不变。 1 1）各个用户所要求的资用压头相同）各个用户所要求的资用压头相同 把压力控制点确定在最远用户把压力控制点确定在最远用户n n的供水入口处，该用的供水入口处，该用户供水入口处压力设定值为户供水入口处压力设定值为ynpppp06.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 2 2）各个用户所要求的资用压头不相同）各个用户所要求的资用压头不相同 原则上应算出所有用户的原则上应算出所有用户的p pn n，然后选其中具有最大，然后选其中具有最大pn的的用

15、户供水入口处压力为控制点。的的用户供水入口处压力为控制点。 工程上可把压力控制点工程上可把压力控制点设置在主干管上离循环泵出设置在主干管上离循环泵出口约口约2/3处附近的用户供水处附近的用户供水入口处，其设定值为设计工入口处，其设定值为设计工况下该点的供水压力值。况下该点的供水压力值。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 （2 2）压差控制方法）压差控制方法 当各个用户所要求的资用压头相同时，压差控制点可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；当各用户所要求资用压头不同时，以选在最远用户处；当各用户所要求资用压头不同时，压差控制点应选在要求资用压头最大的

16、用户处，其压差压差控制点应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资用压头。设定值为所要求的资用压头。 （3 3）热源供水温度）热源供水温度 调节方案为热源的供水温度随室外温度的变化而变化调节方案为热源的供水温度随室外温度的变化而变化。当室外温度升高时，控制热源的加热量以降低供水温。当室外温度升高时，控制热源的加热量以降低供水温度，但供水温度不能太低，否则满足不了生活热水要求度，但供水温度不能太低，否则满足不了生活热水要求，因此，因此应保证热网供水温度不低于应保证热网供水温度不低于6060。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 （4 4）热源总流量调节）热源总流量调

17、节 热源处循环泵的总流量用变频控制，根据压力控制点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控制变频泵的转速。的压力变化控制变频泵的转速。 4. 4. 间连网的调节间连网的调节 （1 1）二次网的调节）二次网的调节 压力控制和压差控制原理相似。二次网调节中关于控压力控制和压差控制原理相似。二次网调节中关于控制点位置及设定值大小的选取和直连网相同，二次网负制点位置及设定值大小的选取和直连网相同，二次网负荷变化可通过改变供水温度实现，二次网供水温度由该荷变化可通过改变供水温度实现，二次网供水温度由该站的一次网调节阀站的一次网调节阀V1V1控制。控制。6.2 6.2 供热管网的集中控制供热管网的集中控制 （2 2）一次网的调节）一次网的调节 把换热站看作一次网的一个用户，由上述二次网供水把换热站看作一次网的一个用户，由上述二次网供水温