第11章-熱水供熱系統(tǒng)集中運(yùn)行調(diào)節(jié).ppt

1、第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),11-1 概述,運(yùn)行調(diào)節(jié)是指當(dāng)熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),為實(shí)現(xiàn)按需供熱,而對(duì)供熱系統(tǒng)的流量、供水溫度等進(jìn)行的調(diào)節(jié)。熱水供熱系統(tǒng)的熱用戶，主要有供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)等。這些用熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷不是恒定的，如果供暖通風(fēng)熱負(fù)荷隨室外氣象條件：(主要是室外氣溫)變化，熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝隨使用條件等因素而不斷變化。為保證供熱質(zhì)量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經(jīng)濟(jì)合理，就要對(duì)熱水供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),根據(jù)供熱調(diào)節(jié)地點(diǎn)不同，供熱調(diào)節(jié)可分為集中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)和個(gè)體調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。,集

2、中調(diào)節(jié)在熱源處進(jìn)行調(diào)節(jié)； 局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶入口處調(diào)節(jié)； 個(gè)體調(diào)節(jié)直接在散熱設(shè)備 (如散熱器、暖風(fēng) 機(jī)、換熱器等)處進(jìn)行調(diào)節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),對(duì)于僅有采暖熱負(fù)荷的熱用戶，可采用集中調(diào)節(jié)，而對(duì)于具有多種熱負(fù)荷（如供暖 通風(fēng) 生活熱水）往往采用以集中調(diào)節(jié)為主，局部調(diào)節(jié)為輔的綜合調(diào)節(jié)。 集中供熱調(diào)節(jié)的方法，主要有以下幾種： 1. 量調(diào)節(jié)改變網(wǎng)路的循環(huán)水量（很少單獨(dú)使用） 2質(zhì)調(diào)節(jié)改變網(wǎng)路的供水溫度，流量不變 3分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)； 4間歇調(diào)節(jié)改變每天供暖小時(shí)數(shù)； 5質(zhì)量流量混合調(diào)節(jié)即同時(shí)改變網(wǎng)路供水溫 度和流量。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),11-2 供暖熱

3、負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式,供暖熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的主要任務(wù)：維持供暖房屋的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度。 根據(jù)第一篇供暖工程各章所述，在供暖室外計(jì)算溫度為 ，散熱設(shè)備采用散熱器時(shí)，則有如下的熱平衡方程：,（11-1） （11-2）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),（11-4）,（11-3）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),式中 建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W； 在供暖室外計(jì)算溫度 下，散熱器放出的熱量，W； 在供暖室外計(jì)算溫度 下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W； 建筑物的體積供暖熱指標(biāo)，即建筑物每1m3外部體積在室內(nèi)外溫度差為1時(shí)的耗熱量,w/m3； 建筑物的外部體積，m3 ； 供暖室外計(jì)算溫度，； 供暖

4、室內(nèi)計(jì)算溫度，；,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度，；如用戶與熱網(wǎng)采 用無(wú)混水裝置的直接連接方式(如圖810a)，則熱網(wǎng)的供水溫度 ；如用戶與熱網(wǎng)采用混水裝置的直接連接方式(如圖810b、c、d)，則 ；,供暖熱用戶的回水溫度，；如供暖熱用戶與熱網(wǎng)采用直接連接，則熱網(wǎng)的回水溫度與供暖系統(tǒng)的回水溫度相等，即 ； 散熱器內(nèi)的熱媒平均溫度，； 供暖熱用戶的循環(huán)水量，kgh； c 熱水的質(zhì)量比熱，G；4187Jkg； 散熱器在設(shè)計(jì)工況下的傳熱系數(shù), w/m2； 散熱器的散熱面積， 。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),散熱器的放熱方式屬于自然對(duì)流放熱，是溫差的函數(shù)，它

5、的傳熱系數(shù)具有 的形式，其中b是由散熱器的幾何條件限制的，如就整個(gè)供暖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可近似,帶 “”上標(biāo)符號(hào)表示在供暖室外計(jì)算溫度 下的各種參數(shù)，若對(duì)某一室外溫度 狀況下，可列出與上面相對(duì)應(yīng)的熱平衡方程。即：,（11-5）,（11-6）,（11-7）,（11-8）,地認(rèn)為： ，則式（11-3）可改寫為：,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),（11-9）,若令在運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)，在 工況下相對(duì)熱負(fù)比 ，相對(duì)流量比 ，則：,（11-10）,同時(shí)認(rèn)為,，則,（11-12）,綜合上述公式，可得：,（11-13）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),公式（11-13）是供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式。式中分母的

6、數(shù)值，均為設(shè)計(jì)工礦下的已知參數(shù)。,式中有四個(gè)未知數(shù)， 、 、 、 ，只有三個(gè)方程，故需引入一個(gè)條件，即調(diào)節(jié)方式。如： a) 改變網(wǎng)路的供水溫度（質(zhì)調(diào)節(jié)）； b) 改變網(wǎng)路流量（量調(diào)節(jié)）； c) 同時(shí)改變網(wǎng)路的供水溫度和流量（質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)）； d) 改變每天供暖小時(shí)數(shù)（間歇調(diào)節(jié)）。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),11-3 直接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié),一、質(zhì)調(diào)節(jié) 在進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，只改變供暖系統(tǒng)的供水溫度，而用戶的循環(huán)水量保持不變，即 =1。 1) 對(duì)于無(wú)混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，將 此補(bǔ)充條件 1代入熱水供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式(813)，可求出質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度的計(jì)

7、算公式。,（11-14）,（11-15）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),2)對(duì)帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，外網(wǎng)供水溫度 ，回水溫度 。見圖8-1，則有 ， 。,（11-18）,由混水前后焓不變有：,由此可得設(shè)計(jì)工況：,（11-19）,任意工況下，,，因用戶阻力不變且入口處,（11-21）,壓力不變，則有：,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),圖11-1 帶混水裝置的直接連接供暖系統(tǒng)與 熱水網(wǎng)路連接示意圖,圖11-1 帶混水裝置的直接連接供暖系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路連接示意圖,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),（11-22）, （11-23）,式中：, 網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度差

8、，。,依據(jù)質(zhì)調(diào)節(jié)基本公式、水溫曲線及例題11-1的分析，網(wǎng)路的供、回水溫度隨室外溫度的變化有如下規(guī)律：,1）隨,升高，,、,降低，,下降；,2）由于,為指數(shù)函數(shù)，曲線呈向上凸形狀；,3）隨著室外溫度的升高，散熱器的平均計(jì)算溫差亦隨之降低。在某一室外溫度tw下，散熱器的相對(duì)平均計(jì)算溫差比與相對(duì)熱負(fù)荷比。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)特點(diǎn)：,1）便于熱電廠供熱 升高， 降低，充分利用低位熱能； 2）由于 不變，在 升高，流量大，循環(huán)水泵功耗大； 3）質(zhì)調(diào)節(jié)，當(dāng)存在生活用熱、通風(fēng)負(fù)荷時(shí)，要求 70, 否則不能保證熱水供水溫度和通風(fēng)吹冷風(fēng)； 4）比較方便簡(jiǎn)單易實(shí)施。,第十一章 熱水供熱系

9、統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),二、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié),分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，是在供暖期中按室外溫度高低分成幾個(gè)階段，在室外溫度較低的階段中，保持設(shè)計(jì)最大流量；而在室外溫度較高的階段中，保持較小的流量。在每一階段內(nèi)，網(wǎng)路的循環(huán)水量始終保持不變，按改變網(wǎng)路供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),三、間歇調(diào)節(jié),間歇調(diào)節(jié)：當(dāng)室外溫度升高時(shí)，不改變網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天供暖小時(shí)數(shù)，這種供熱調(diào)節(jié)方式稱為間歇調(diào)節(jié)。 應(yīng)用：間歇調(diào)節(jié)可以在室外溫度較高的供暖初期和末期，作為種輔助的調(diào)節(jié)措施。 具體： （11-34）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),8-4 間接連接熱

10、水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié),對(duì)于間接連接系統(tǒng)為保證供暖用戶水利穩(wěn)定性，多采用質(zhì)調(diào)節(jié)，而熱網(wǎng)的 、 取決于一級(jí)網(wǎng)路調(diào)節(jié)方式和換熱器熱力特性。 1.熱水網(wǎng)絡(luò)采用質(zhì)調(diào)節(jié) 此時(shí) ，根據(jù)網(wǎng)路供給熱量的熱平衡方程式，得出：,（11-35）,由換熱器熱平衡方程，可得：,（11-36）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),水-水換熱器的相對(duì)傳熱系數(shù)比； 在設(shè)計(jì)工況下，水-水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差，；, （11-37）,在運(yùn)行工況下，水-水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差，；, （11-38）,對(duì)于管殼式水-水換熱器的相對(duì)傳熱系數(shù)比,如下：,（11-39）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),整理可得出：,（11-42）,

11、（11-41）,通過(guò)聯(lián)立求解，即可確定熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)的相應(yīng)供、回 水溫度,值。,和,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),11-5 供熱綜合調(diào)節(jié),供熱綜合調(diào)節(jié)：對(duì)具有多種熱負(fù)荷的熱水供熱系統(tǒng)，通常是根據(jù)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié)，而對(duì)其它熱負(fù)荷則在熱力站或用戶處進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)稱作供熱綜合調(diào)節(jié)。 本節(jié)主要闡述目前常用的閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)（見圖11-5），當(dāng)按供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)熱水供應(yīng)和通風(fēng)熱負(fù)荷進(jìn)行局部調(diào)節(jié)的方法。 熱網(wǎng)集中質(zhì)調(diào)節(jié)， （指采暖部分），此時(shí)網(wǎng)路供、回水溫度曲線見圖11-6。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),圖11-5 閉式并聯(lián)熱水系統(tǒng)示意圖,圖11-

12、5閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)示意圖,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),圖11-6,圖11-6 (a)并聯(lián)閉式熱水供熱系統(tǒng)供熱綜合調(diào)節(jié)水溫曲線示意圖； (b)各熱用戶和網(wǎng)路總水流量圖,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),1.熱水用戶系統(tǒng)的調(diào)節(jié)（最不利工況是采暖初期）。,（11-51）,對(duì)于采暖期（,），在某一,下熱平衡得：,（11-52）,（11-53）,（11-54）,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),整理方程如下：,（11-55）,（11-56）,在上兩式中，,和,為未知數(shù)，通過(guò)試算和迭代可以確定。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),1.對(duì)通風(fēng)用戶系統(tǒng),同理可聯(lián)立：, （11-61）

13、,（11-62）,在整個(gè)采暖期流出空氣加熱器的網(wǎng)路回水溫度見圖 11-6（b），可知熱網(wǎng)的總流量最大值發(fā)生在初期。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),分析得出： 1）多種熱用戶共存時(shí)，網(wǎng)路的設(shè)計(jì)流量是由調(diào)節(jié)方案 來(lái)確定。 2）當(dāng) 時(shí)， 很低情況下，就需采用間歇調(diào)節(jié)。 補(bǔ)充內(nèi)容： 間接連接供熱系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié)與局部自動(dòng)調(diào)節(jié)（即集、散式）的方法。 1）集中調(diào)節(jié)：保證熱量，供水溫度大于70； 保證每個(gè)用戶入口足夠的壓差與熱網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)的壓力值。 2）局部采用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),11-6 多熱源并網(wǎng)運(yùn)行的供熱調(diào)節(jié),多熱源并網(wǎng)技術(shù)是國(guó)外供熱先進(jìn)國(guó)家為節(jié)約能源、降低

14、系統(tǒng)運(yùn)行成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，在綜合運(yùn)用水泵調(diào)速技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)先進(jìn)的熱水管網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)。它與單熱源供熱調(diào)節(jié)有著很大的差異。多熱源并網(wǎng)技術(shù)的核心內(nèi)容是在保證用戶供熱質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)各熱源的供熱量能按需要進(jìn)行自由調(diào)度。本節(jié)介紹一種簡(jiǎn)單易行的多熱源枝狀管網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)方程及其調(diào)節(jié)曲線。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),一 并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)調(diào)節(jié),多熱源并網(wǎng)供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，各熱源的供熱量需根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性和熱負(fù)荷的變化進(jìn)行合理的調(diào)度安排，因此各熱源的供熱范圍和管網(wǎng)中的流量會(huì)隨時(shí)隨地發(fā)生變化，是一個(gè)變流量的供熱系統(tǒng)。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),圖11-7,11-7多熱

15、源枝狀管網(wǎng)示意圖,以圖11-7所示的供熱系統(tǒng)為例，若圖中熱源A為燃煤熱電廠，供熱能力較大約占總供熱能力的60%；熱源B為燃煤鍋爐房，熱源C為燃油鍋爐房。在整個(gè)供熱季內(nèi)對(duì)用戶的供熱量是一定的。要做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各熱源的供熱量顯然應(yīng)按以下原則進(jìn)行調(diào)度；,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),（1）熱源A應(yīng)作為基本熱源，盡量滿負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷未滿前其他兩個(gè)熱源不應(yīng)投入運(yùn)行； （2）熱源A滿負(fù)荷后，首先投入調(diào)峰熱源B。熱源A保持滿負(fù)荷工作，熱源B根據(jù)用戶負(fù)荷的變化調(diào)整供熱量，補(bǔ)足熱源A供熱不足的部分； （3）當(dāng)熱源B也達(dá)到滿負(fù)荷時(shí)，最后投入熱源C，此時(shí)熱源A和熱源B保持滿載同時(shí)作為基本熱源，而熱源C則成為調(diào)峰熱源。,第十一章 熱水供熱系統(tǒng)的集中運(yùn)行調(diào)節(jié),為了實(shí)現(xiàn)上述調(diào)度,并網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)具備以下技術(shù)條件：,（1）各熱源應(yīng)執(zhí)行統(tǒng)一的水溫調(diào)節(jié)曲線，供熱調(diào)節(jié)的方式應(yīng)便于各熱源間的負(fù)荷調(diào)配； （2）建立全網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的水力工況，各熱源協(xié)調(diào)的定壓補(bǔ)水系統(tǒng)，統(tǒng)一的靜壓力線，與水力工況相適應(yīng)的管網(wǎng)和設(shè)備選型（包括管網(wǎng)、設(shè)備的承壓能力，循環(huán)水泵的揚(yáng)程等）； （3）具有簡(jiǎn)便的負(fù)荷調(diào)配手段，例如熱源全部采用調(diào)速循環(huán)水泵等； （4）具有較高的自動(dòng)化水平，如可靠的全網(wǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、循環(huán)水泵（加壓泵）揚(yáng)程控制裝置、補(bǔ)水泵控制裝置、熱力站（用戶入口）用戶供熱參數(shù)的實(shí)時(shí)控制裝置等。,第十一章