供热系统运行调节公式的建立及应用分析

唐山市热力总公司 陈 震 于 洋

【摘 要】分析了调节公式的推导过程，分析了一般情况下调节公式成立的条件，进一步指出了随着供热系统运行年限的增加调节公式会较设计条件的标准工况有所变化，有必要进行一定的修正。推导出了相应的调节公式并提出了对实际供热运行具有指导意义调节方式，通过实际的运行进一步证明了调节公式修正的正确性，对实际供热运行提高供热质量具有一定的指导作用。
【关键词】供热 调节 应用 分析

一、概述
目前情况下，我国低温水供热系统设计供回水温度通常采用95/70℃，集中运行调节的水温调节曲线也是以设计条件为依据进行绘制的。但由于建筑物的实际耗热指标和散热器安装面积、实际循环流量的差异，以及由于系统运行一段时间后供热面积的变化、散热器结垢等，使得以设计条件为依据进行绘制的水温调节曲线不能达到有效控制的要求，需要对原供热水温调节曲线进行修正，得到实际运行条件下的水温调节曲线并以此进行运行调节，从而达到有效控制的目的。
二、基本思路
调节公式是建立在假定系统运行与设计相符，同时设计条件下运行系统恰好满足室内温度的设计要求。而实际运行中由于供热面积的变化、散热器的老化结垢以及管网的变化等使得这些假定已不在成立，需要对原有的调节公式进行修正才能适应实际运行的要求，通过分析运行调节公式推导过程进一步找到实际调节公式的推导方法，按以下步骤进行。
（1）对管网进行平衡调节，保证失调度控制在一定范围之内。
（2）实际运行中，获得一组运行参数替代设计参数。
（3）在以上的基础上得到实际工况下的运行调节公式。
三、公式引用及推导
对采用散热器供暖的房间，在设计条件下，有如下的热平衡方程成立：
Q1′＝q′V（tn′－tw′）
  Q2′=aF（■-tn′）1+b
  Q3′＝G′c（tg′－th′）
  Q1′＝Q2′＝Q3′
  Q1′——建筑物的供暖设计热负荷，W；
Q2′——在供暖室外计算温度tw′下，散热器放出的热量，W；
q′——建筑物的体积采暖热指标，W/m3·℃
V——建筑物的外部体积，m3；
tw′——供暖室外计算温度，℃；
tn′——供暖室内计算温度，℃；
tg′——用户的供水温度，℃； 
th′——热用户的回水温度，℃；
G′——理论流量，kg/h;
  *公式中带“′”表示设计工况下的值。
当运行条件发生变化后，以上热平衡方程已不能成立，此时会有新的平衡方程成立。
Q1t＝qtVt（tnt－twt）
  Q2t=atFt（■-tnt）■
  Q3t＝Gtct（tgt－tht）
  Q1t＝Q2t＝Q3t
其中的数据为系统达到热平衡时的一组实际参数值。
在供热系统实际运行调节时在某一室外温度tw下室内温度达到tn时有如下热平衡方程成立。
Q1＝qV（tn－tw）
  Q2=atFt（■-tn）■
  Q3＝Gtct（tg－th）
  Q1＝Q2＝Q3
此时可得到调节公式
tg=tn+0.5（tgt+tht－2tnt）（■）■
+0.5（tgt-tht）■
th=tn+0.5（tgt+tht－2tnt）（■）■
-0.5（tgt-tht）■
为进一步减小调节公式的误差，取一段时间的tg，th，tw，tn数据，其中tn为具有代表性的多个采暖房间的的加权平均后得到的某一时刻的室内温度。进一步计算出tg，th，tw，tn的平均值替代上面公式的运行参数得到调节公式如下。
tg=tn+0.5（tg+th－2tn）（■）■
+0.5（tg-th）■
th=tn+0.5（tg+th－2tn）（■）■
-0.5（tg-th）■
公式中常数bt为未知数，可按下面方法求出。
引入一组实际供热参数得到如下方程
tgs=tns+0.5（tg+th－2tn）（■）■
+0.5（tg-th）■
ths=tns+0.5（tg+th－2tn）（■）■
-0.5（tg-th）■
求出bt
  得到相应的水温调节曲线
tg=tn+0.5（tg+th－2tn）（■）■
+0.5（tg-th）■
按上面的调节公式调节供水温度是与实际运行工况相符的，能够保证室内温度达到控制的要求。
四、计算实例
以唐山市热力总公司翔云西里热力站运行情况为例进行调节公式的推导，对实际运行的供热系统进行实测得到下表的数据。
①测量一段时间的值，其中为某一时间的多个房间室内温度的加权平均值，可代表整个供热系统的供暖室内温度。在此基础上计算出tg，th，tn，tw。
得到计算结果tg=59.3，th＝49.8，tn＝-1.37，tw＝16.4
①求bt
将计算结果代入调节公式得到以下公式
tg=tn+38.15（■）■+4.75■
th=tn+38.15（■）■－4.75■
  将一组数据tgs＝58.389，ths＝49.189，
tws＝-0.889，tns＝16.422，代入上面的方程得到bt＝0.219
③将bt＝0.219代入上面方程最后得到调节公式如下
tg=tn+38.15（■）0.82+4.75■
tg=tn+38.15（■）0.82－4.75■
五、实际应用的效果
按新的调节公式tg=tn+38.15（■）0.82+4.75■运行调节，对选取的典型房间进行室温的测量，将原控制方式的室温与现控制方式的室温进行对比结果见下表。
通过以上数据可以发现，按新的调节公式进行运行调节达到了控制室温在预想范围以内的目的，其结果进一步验证了调节公式修正的必要性以及修正后得到的调节公式的正确性。
六、结论
（1）随着供热系统运行工况的变化，由于运行的实际条件与设计条件的差异     调节公式要发生变化以适应实际运行工况的变化要求。
（2）当按原调节公式运行调节室温偏低时供水控制水温应提高才能达到控制室温的要求，提高的幅度根据计算的结果可以获得。
（3）调节公式建立不是预先设定的，最佳时间为管网进行了精确有效的调节达到平衡之后，并且要随着水力工况的变化而有所改变。
（4）根据实际运行工况直接建立与之相适应的调节公式，最终得到的调节公式既对设计阶段的一些参数进行了必要的修正，也对运行一段时间后造成的和初期的运行条件的变化进行了修正，可直接应用于实际运行。