如何控制供热二级管网混合回路的比例压力

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）09-0395-02

摘要：介绍了供热二级管网混合回路的控制方式及控制系统的设计要点，分析采用比例压力控制的带混水回路的供热系统的技术。

关键词：混合回路比例压力控制混水

1 工程概况

某工程总供热面积为8.4 x 104m2，热负荷为5460kW，总压头损失为30m。一级管网的供、回水温度为130、70℃，供水压力为1.3 MPa。二级管网的供、回水温度为90、50OC，供水压力为1.0MPa 。混水回路二级侧供、回水温度为75、50℃，混水回路二级侧供水压力为0.1 MPa。

2混合回路简介

混合回路是将二级管网分成两个回路，用户供暖系统与热网可在不同工况下运行。根据用户资用压头，混水泵可设置在供水或回水管上，混水泵扬程用来克服用户系统的阻力。混合回路控制系统流程见图1。

图1混水回路控制系统流程

3混合回路控制方式

变频恒压变流量控制方式就是针对在定流量系统中离心泵流量大时扬程低、流量小时扬程高的特性，采用变频控制，使得无论流量如何变化，水泵扬程保持不变。变频恒压变流量控制方式下水泵、管路特性曲线

若采用工频控制，当流量由q1降至q2时，工况点由点A变为点B，扬程由h1升至h2。采用变频控制，当流量由q1降低至q2时，变频泵的转速由n1降至n2，工况点由点A变为点C，扬程维持不变。由于变频控制可以实现流量的连续调节，因此可使扬程保持在h，。虽然变频控制比工频控制节能，但不是最经济的控制方式，尤其在管道阻力大，管路特性曲线较陡直时，应采用变频变压变流量控制。变频变压变流量控制原理与变频恒压变流量控制原理相似，只是压力设置随供水流量的变化而改变。该控制方法可根据流量的变化设定供水压力，这一控制过程由专用软件来实现。该软件的主要功能是通过实时采集水泵流量、转速，经控制器运算处理后，自动查表可得到流量对应的扬程，从而实现变频变压变流量控制。

图2变频恒压变流量控制下水泵、管路特性曲线

4带有混合回路的供热系统控制

①带有混合回路的供热系统控制系统

带有混合回路的供热系统控制系统流程见图3。主要包括温度控制系统、压差控制系统、比例压力控制系统。

图3带有混合回路的供热系统控制系统流程

②温度控制系统对二级侧供水温度的调节

③压差控制系统

④比例压力控制系统

混水回路比例压力控制是将变频变压变流量控制原理应用在变流量系统中，达到系统的最佳节能效果。比例压力控制的调节参数是混水回路人口一级侧供回水的压差。当一级侧的供水流量由q1降到q2时，调节参数的变化被控制系统采集，经通信网络传递给热力站的循环泵控制器，控制器输出信号使循环泵转速由n1降到n2。水泵转速和供水流量经由控制器比例压力设定软件运算处理后，自动查表可得到相对应的供水流量所需扬程的设定值h。其结果是循环泵扬程依管路特性曲线的变化而改变，即由h1降到h2，系统在新的工况条件下建立了新的平衡。随着供热系统工况的不同变化，这一调节过程不断进行，当一级侧供水流量从q1降到q3或q4时，循环泵的转速也会相应改为n3或n4。经软件运算处理后，循环泵就运行在相对应的供水流量所需扬程h3或h4，从而实现了在变流量系统中的比例压力控制，不会由于供水流量的减小而产生多余的扬程，节能效果最佳。

5混合回路的供热系统设计要点

①正确选择混水泵：明确二级管网是定流量系统还是变流量系统，用户资用压头及所需流量。

②采用变频混水泵：当用户进行变流量调节时，混水泵选用变频泵，并根据用户最不利点压差调节混水泵

③选择压差控制：在一级侧与二级管网连接处安装差压变送器作为热力站二级管网的压差控制点，以便实现混水回路的比例压力控制。

④建立通信网络：混水回路、热网监控中心、热力站之间，要建立通信网络，以便传输数据和调节控制指令。

6结合本工程技术经济比较

①不带混合回路的供热系统流程见图4，带混合回路的供热系统流程见图3。

图4不带混合回路的供热系统流程

②技术经济性比较

a.方案1：对于不带混合回路的供热系统，选用2台工频泵（1用1备），电动机功率为2 x30kW，年耗电量为67551 kW·h/a。

b.方案2：对于带混合回路的供热系统，当采用变频恒压变流量控制时，循环泵选用1台变频泵，电机功率为巧kW；混水泵选用4台变频泵，电机功率为4x2.2kW。年耗电量为50 120 kW·h/a。

c.方案3：对于带混合回路的供热系统，当采用比例压力控制时，循环泵选用1台变频泵，电机功率为15 kW；混水泵选用4台变频泵，电机功率为4x2.2 kW。年耗电量为46178 kW·h/a。

方案2、3分别比方案1节电25.8% ，31.6% 。若采用方案3，使得二级管网的供回水温差由原来的25℃增加到40℃，实现了二级管网的大温差小流量的经济运行，缩小了管径，降低了管网造价。带混合回路的供热系统解决了二级管网的水力失调问题，优化控制确保末端用户的舒适度，这一点是常规系统很难做到的。