“质量并调”运行方式的节能效果

“质量并调”运行方式的节能效果
与自力式阻力平衡阀的原理及应用
摘要：本文论述了集中供热 “质量并调”运行方式的节能效果以及实现“质量并调”运行方式的调节工具―――自力式阻力平衡阀，并介绍了自力式阻力平衡阀的原理和使用自力式阻力平衡阀进行热网调节的基本过程。
关键词：质调节、分阶段改变流量的质调节、质量并调、平衡阀、自力式流量控制阀、自力式差压控制阀、自力式阻力平衡阀、初调节、运行调节。
众所周知，由于供热系统自身的特点，在保证供热质量最佳（室内温度不过高也不过低）的前提下，对于一个既定的供热系统，在不同的室外温度下情况下，都有一个与其对应的最佳的循环流量和最佳温度（温差）。所以，最佳的运行调节方式是“质”和“量”的综合调节，就是在供热运行调节的过程中，根据室外温度的变化，既改变循环流量又改变供水温度。这种质量的并调，一方面达到了最佳的供热效果，另一方面达到了最大限度的降低供热的热耗和电耗。但是，由于“质量并调”的运行方式存在热网平衡上的困难，所以虽然近几年国内不少供热企业在一、二级热网实施循环泵变频调速变流量运行，进行“质”和“量”并调的工程实践项目也较多，但实际运行效果不理想。具体表现是：流量的变化幅度不大，降不下来，运行中的流量多数都是高于设计状态下的计算流量，远远没有达到最佳调节工况的参数状态，循环泵变频调速仅成为解决设备大马拉小车的手段，供热系统节能潜力没有真正挖掘出来。最根本的原因是因为缺乏简便、有效的调节热网平衡的手段，阻碍了“质量并调”运行方法的推广应用。本文将对“质量并调”运行方式的节能效果进行理论上的阐述，并对实现“质量并调”运行方式的管网调节利器―――自力式阻力平衡阀的原理和应用进行简单的介绍。
1、“质量并调”运行方式的节能效果：
以吉林省长春市为例，长春市供热期是165天，总计3960小时，根据多家热力公司的数据显示，长春市在设计室外温度下的实际耗热量指标大约是52大卡。参见表一。
1.1、整个供热期采用不改变流量的质调节方式运行，循环水泵所消耗的流量是100％，循环水泵所消耗的电量是100％。
1.2、如果采用分阶段改变流量的质调节运行方式，可以将供热期分成三个阶段：初寒期50天，循环流量按80％运行；末寒期50天，循环流量按80％运行；严寒期65天，循环流量按100％运行。
分阶段改变流量的质调节运行方式实际所耗用的流量与单纯的质调节运行方式所耗用的流量比是：
（80％*50＋100％*65＋80％*50）／165＝87.9％
由于循环泵的耗电量与循环泵的流量之间呈三次访的关系，根据公式：

采用分阶段改变流量的质调节运行方式与单纯质调节运行方式循环泵耗电量的比例分别为：
初寒期： N1＝51.2％
严寒期： N1＝100％
末寒期： N1＝51.2％
则整个供热期的电耗是：


室外温度 供热小时数 热耗（大卡） 泵流量比 流量小时比例 室外温度 供热小时 热耗（大卡） 泵流量比 流量小时比例
-24 110 52 1.00 110 -9 　 33 0.64
-23 　 51 0.98 　 -8 255 32 0.62 158
-22 350 50 0.95 333 -7 　 31 0.60
-21 　 48 0.93 -6 251 30 0.57 143
-20 301 47 0.90 272 -5 126 28 0.55 69
-19 　 46 0.88 -4 124 27 0.52 65
-18 286 45 0.86 245 -3 　 26 0.50
-17 　 43 0.83 -2 246 25 0.48 117
-16 　 42 0.81 -1 　 24 0.45
-15 411 41 0.79 323 0 244 22 0.43 105
-14 134 40 0.76 102 1 　 21 0.40
-13 　 38 0.74 2 242 20 0.38 92
-12 263 37 0.71 188 3 　 19 0.36
-11 　 36 0.69 4 　 17 0.33
-10 258 35 0.67 172 5 359 16 0.31 111
　 　 　 　 　 合计　 3960 　 　 2606
表一
1.3、采用“质量并调”的运行方式时，根据室外温度的不同采用不同的循环流量，实际所耗用的流量与单纯的质调节运行方式时耗用的流量比是：
2606／（3960＊100％）＝65.81％
根据公式：

采用“质量并调”的运行方式与单纯质调节运行方式循环泵耗电量的比例为： N1＝（65.81％）3＝28.5％
从以上的分析可以看出：当采用单纯的质调节运行时，循环泵的耗电量是100％；当采用分阶段改变流量的质调节运行时，循环泵的耗电量是70.4％，节电量是29.6％；当采用“质量并调”的运行方式时，循环水泵的耗电量是28.5％，节电量是71.5％。参见表二。
虽然，理论计算上和实际工程中会有一些差异，但也足以说明节能效果是很可观的。它的意义不仅在于为热力公司节省了成本，增加了利润，还为国家的节能减排，为地球环境的改善做出了应有的贡献，为造福子孙后代做出了贡献。
项目 质调节 分阶段改变流量质调节 质量并调
耗电量 100％ 70．4％ 28.5％
节电量 100％ 29.6％ 71.5％
表二
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