管网电动调节阀集中控制策略

　   对于一个已知的供热管网(一级管网)系统而言，如图1所示，各换热站相互并联，在各换热站入口设有电动调节阀。在运行中，各管段阻抗和设备阻抗是固定不变的，只有调节阀通过调节开度而改变阻力特性。在实际运行中，由于末端供暖用户供暖调节引起二级管网侧流量和供回水温度的改变。二级管网侧的流量调节是通过二级管网的变频泵实现的，来保证管网的某处的供回水压差不变，与此同时，二级管网侧的工作温度和供回水温差会因为用热负荷的减小或增大而相应的减小或增大，这时，需要通过改变一级管网侧的供热量来保证二级管网侧的供水温度和供回水温差的不变。一级管网侧的调节可以是集中调节和个体调节相结合，集中调节包括集中质调节和流量调节，个体调节主要是一级管网侧阀门开度的调节，来改变进入换热站的流量。由于各换热站并联在管路中，一个换热站阀门开度的改变，会引起其他各换热站流量的改变。如果不从管路基本特性角度考虑来控制各阀门的开度，以实现对各换热站流量的调节，则管网的整个运行调节将成为无序不稳定的工况，会出现水力失调和热力失调现象，严重影响供热质量，并将造成供热效率下降。

　　本文提出应用电动调节阀、智能控制平台相结合，根据节点流量平衡方程和回路压力平衡方程的管路基本特性，实现各换热站电动调节阀一次调节到位的有序调节方法，即供热管网电动调节阀集中控制的运行调节，该调节策略的调节过程如下：

　　(1)首先是应用智能平台，通过对二次网侧反馈回来的流量Qi及供回水温差Δti进行分析，确定各换热站一次网侧的供热量;分析是否进行集中质量调节等，最后得到各换热站一级管网侧的调节流量，从而确定管网的所需总流量;

　　(2)分析得到管网循环水泵的扬程和各换热站一级管网侧调节阀的开度。调节阀开度改变的目的是改变供热量，保证二级管网侧的供暖调节要求。由于阀门开度的改变，它会引起管网总阻抗的变化，即改变了管网的阻力特性。如图2所示，如果是关小，即总的阻抗增加，管网特性曲线会由1曲线，移位到2曲线。这个改变会引起循环水泵扬程的改变。如果选用的循环水泵的性能曲线比较平坦，则忽略由此引起的扬程的改变;否则应通过试算的方法来确定泵的扬程，并最终确定阀门的开度，而总扬程的确定要在管网系统总阻抗已知的条件下进行，因此，两者相互影响，相互依赖;

图2 一级管网水泵的工作点示意图

　　(3)一级管网侧调节阀开度的确定原理，管网如图1所示。由于管路中唯一可以改变阻抗的是调节阀和变频泵。对某个换热站而言，由于管路和换热器的阻抗不变，在一个新的流量需求下，直接可以得到他们的阻力损失。因此，只要知道循环水泵的扬程，通过节点流量平衡方程(式1)和回路压力平衡方程(式2)便可得到各换热站处调节阀两端的压降ΔP。那么，在知道各调节阀的压降ΔP和流量Q之后，利用上述分析的阀门流量特性关系式(见表1)，便能确定各换热站一级管网侧电动调节阀的相对开度。最后借助自动调节与控制系统，调节阀门阀芯行程，实现对管网的流量调节，从而调节换热站一级管网侧的供热量来满足二级管网侧的热负荷要求。

　　这种调节方法，是在满足节点流量平衡方程和回路压力平衡方程的管路基本特性条件下进行的，实现了各换热站电动调节阀同时动作，相互不再影响，将各换热站的流量一次性调节至所需的“理想”流量，同时也保证了整个系统的水力与热力平衡，避免了各换热站之间无序且又相互影响的调节。

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