CN112161320A - 集中供热系统全网精准运行参数的计算方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种集中供热系统全网精准运行参数计算方法及其应用，涉及供热系统的运行参数的计算及其应用，获取供热系统的参数q、A、τ1′、τ2′、tg′、th′、b、t w′、tn、tw、Q′、G1′、G2′、μ、△tw′、Δts′、△tj′、△t′、D；引入一次侧变流量系数Φ1和二次侧变流量系数Φ2，换热站的不同换热方法和不同运行调节方法选用不同运行参数计算公式计算运行参数。获得的运行参数作为各个换热站的热力目标值调度令、分别推送给各个换热站的设备监控系统。本发明根据负荷、天气、运行调节方法、换热方法等外界因素变化可快速、精准的计算其运行参数，具有调试周期短、节省人工成本，供热效果佳、节约能源等优点。
Description
技术领域
本发明涉及集中供热系统的运行参数的计算及其应用，详细讲是一种根据负荷、天气、运行调节方法、换热方法等外界因素变化可快速、精准的计算其运行参数，调试周期短、节省人工成本，供热效果佳、节约能源的集中供热系统全网精准运行参数计算方法及应用。
背景技术
我们知道，现有的集中供热系统中，根据换热站内的换热方法主要分为换热器间供的供热系统和混水直供的供热系统两大类。供热运行调节方法主要有质调节运行方法、量调节运行方法、质-量联合调节运行方法、分阶段改变流量的质调节运行方法和分阶段改变温度的量调节运行方法等五种。
不同的集中供热系统，根据安全、稳定、经济运行需要，可选择其中的一种或多种运行调节方法。例如：热电联产机组余热回收供热系统，为保证发电机组安全稳定运行，要求循环流量不能变化大，调节运行方法一般采用质调节或者分阶段改变流量的质调节。对于分布式能源供热系统和汽水换热系统，循环流量的变化对系统的安全、稳定运行没有大的影响，为了节约运行费用，调节运行方法一般采用量调节、分阶段改变温度的量调节、质-量调节。
现有的集中供热系统在供热运行过程中，对于供热系统中各环节（热源、管网、供热站、热用户等）没有科学、准确的计算出供热运行参数；调度运行人员还是凭工作经验以及多年运行历史参数数据进行供热，不能随着供热系统内负荷的变化、天气变化、运行调节方法变化、换热方法变化等因素，快速给出精准的运行参数进行运行，只能是根据设计参数预估运行参数后，在运行过程中进行调整，调试周期长、浪费人力资源，供热效果差、浪费能源。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种根据负荷、天气、运行调节方法、换热方法等外界因素变化可快速、精准的计算其运行参数（运行循环流量、运行供水温度、运行回水温度），无效调试、节省人工成本，供热效果佳、节约能源的集中供热系统全网精准运行参数计算方法及应用。
本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：
一种集中供热系统全网精准运行参数计算方法，
获取供热系统的（设计）参数q、A、、τ1′、τ2′、tg′、th′、b、t w′、tn、tw、Q′、G1′、G2′、μ、△tw′、Δts′、△tj′、△t′、D；
其特征在于：
当换热站为换热器间供的换热方法（换热系统）时，
一次侧运行循环流量G1=G1′* Φ1（t/h），
二次侧运行循环流量G2=G2′* Φ2（t/h），
运行热负荷Q=μ×Q′（GJ/h)，
运行热指标q=μ×q′（w/m2)，
一次侧运行供水温度τ1=(（（τ1′-τ2′）×μ/Φ1 +th）×e^D-tg)/(e^D-1)（℃），
一次侧运行回水温度τ2=τ1-(τ1′-τ2′）×μ/Φ1（℃），
二次侧运行供水温度tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b) +0.5×△tj′×μ/Φ2）（℃），
二次侧运行回水温度th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2）（℃），
相对热负荷比μ=（tn-tw）/(tn-t w′）；
供热运行调节方法采用质调节运行方法时：Φ1=1、Φ2=1，供热运行调节方法采用量调节运行方式时：Φ1=μ、Φ2=μ，供热运行调节方法采用质-量联合调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ，供热运行调节方法采用分阶段改变流量的质调节运行方式时：Φ1=常数1、Φ2=常数2（常数1和常数2一般取0.7-1.0之间。不同的供热时间段，常数1和常数2是变化的，可以节约流量、水泵的运行费用，在同一时间段，常数1和常数2是定数），供热运行调节方法采用分阶段改变温度的量调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ；
当换热站为混水直供的换热方法（换热系统）时，
一次侧运行循环流量G1=G1′*Φ1（t/h），
二次侧运行循环流量G2=G2′*Φ2（t/h），
运行热负荷Q=μ×Q′（GJ/h)，
运行热指标q=μ×q′（w/m2)，
一次侧运行供水温度τ1=（tn+Δts′×μ）^1/(1+b)+（△tw′+0.5×△tj′）×μ/Φ1 （℃），
一次侧运行回水温度τ2=（tn+Δts′×μ）^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ1（℃），
二次侧运行供水温度tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)+0.5×△tj′×μ/Φ2）（℃），
二次侧运行回水温度th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2）（℃），
供热运行调节方法采用质调节运行方法时：Φ1=1、Φ2=1，供热运行调节方法采用量调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ，供热运行调节方法采用质-量联合调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ，供热运行调节方法采用分阶段改变流量的质调节运行方法时：Φ1=常数1、Φ2=常数2（常数1和常数2根据一般取0.7-1.0之间。不同的供热时间段，常数一和常数二是变化的，在同一时间段，常数一和常数二是定数），供热运行调节方法采用分阶段改变温度的量调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ；
其中：t w′（℃）为采暖室外计算温度、tn（℃）为室内采暖计算温度、tw（℃）为集中供热地区的室外实时温度（通常选用实时天气预报的温度，也可是实时测量的室外温度）、q（w/m2)为设计热指标、A（m2) 为供热建筑面积A（m2)、τ1′（℃）为一次侧设计供水温度、τ2′（℃）为一次侧设计回水温度、tg′（℃）为二次侧设计供水温度、th′（℃）为二次侧设计回水温度、b为散热器传热系数计算指数（一般b=0.3）、Q′（GJ/h)为设计热负荷、G1′（t/h）为一次侧设计循环流量、G2′（t/h）为二次侧设计循环流量、μ为相对热负荷比、△tw′（℃）为一次侧与二次侧设计供、回水温差、Δts′（℃）为用户散热器的设计平均计算温差、△tj′（℃）为二级网设计供、回水温差、△t′（℃）为换热器对数平均温差、D为常数，D=（（τ1′-τ2′）-（tg′-th′））/△t′；Φ1为一次侧变流量系数、Φ2为二次侧变流量系数。
以上给出了不同换热站（不同换热方法）的多种运行调节方法所对应的供热参数的计算方法，可得出动态的热力目标值：运行循环流量t/h、运行热负荷(GJ/h）、运行热指标（w/m2)、运行供水温度℃、运行回水温度℃内容。它们随着室外环境温度的变化而变化。在上位供热监控平台中，动态目标值自动下发至对应的监控系统中对应的控制点，可形成调度令发给调节装置，使热力目标值与实际运行完全一致。真正实现每个供热环节的智慧化精准供热。
本发明中所述的一次侧和二次侧是指任何一换热站的高温水侧管网和低温水侧管网。
上述集中供热系统全网精准运行参数的计算方法的应用，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、根据集中供热系统全网中各个换热站的换热方法和运行调节方法分别计算出各个换热站一次侧和二次侧的运行参数，运行参数包括运行循环流量、运行供水温度、运行回水温度；
步骤2、将步骤1获得运行参数作为各个换热站的热力目标值调度令、分别推送给（所对应的）各个换热站的设备监控系统，实现各换热站供热参数精准化运行；
当热源为与其相连的第一级换热站提供的是热水时，各第一级换热站一次侧的运行循环流量、运行热负荷累加值和运行供水温度作为热源的运行目标值；
当热源为蒸汽热源、即热源提供给与其相连的第一级换热站的一次侧为蒸汽时，根据各第一级换热站一次侧的运行循环流量累加值和运行供水温度计算出各第一级换热站一次侧的运行热负荷累加值Q(GJ/h），根据热源提供的蒸汽品质（压力、温度）转换为所需蒸汽流量值（t/h）作为热源的运行目标值。
转换公式为：
对应压力、温度的蒸汽热焓值：h′（KJ/kg），查表可得;
凝结水热焓值：h（KJ/kg），查表可得;
蒸汽流量（t/h）=Q/( h′- h) ×1000
热源对外供热量目标值一方面可指导热源内锅炉机组的调节运行，另一方面可校核热源供热能力是否满足整个供热系统的需热量。
本发明中所述的集中供热系统为：一个热源经供热主管连接至少一个第一级换热站，每个第一级换热站经一级管网连接至少两个第二级换热站，以此类推。
当已知集中供热系统中热源、各级换热站的全部运行参数后，根据运行参数控制各换热站的电动调节阀、水泵等工作，实现集中供热系统全网精准运行参数的计算方法计算出目标的控制。
本发明给出了集中供热系统中不同换热方法的换热站在采用不同调节方法的运行过过程中，在温度变化（实时天气）、热负荷变化、改变换热方法、改变运行调节方法时，可快速精准的计算出运行参数的方法；可在不同的换热站连接方法、一次侧和二次侧不同的运行调节方法、不同的设计运行参数、设计热负荷条件下保证用户室内的温度恒定（比如20℃）、波动小；热负荷预测计算结果具有不同的运行热负荷、运行热指标、运行循环流量、运行供水温度、运行回水温度。
具体实施方式
实施例1
本发明应用在威海热电集团有限公司高温水供热系统。
威海热电集团有限公司高温水供热系统供热面积530万平方米，热源为高温水经热水供热主管连接一级换热站（即首站）1个，一级换热站经一级管网连接32个第二级换热站，每一个二级换热站经二级管网连接到供热用户。一级换热站换热方法为换热器间供的换热方法，运行调节方法为质调节。一次侧设计供、回水温度120/60℃,二次侧设计供、回水温度85/45℃。32个二级换热站换热方法均为混水直供系统，一次侧设计供、回水温度85/45℃,二次侧设计供、回水温度55/45℃，运行调节方法为质调节。
步骤1、根据集中供热系统全网中各个换热站的换热方法和运行调节方法分别计算出各个换热站一次侧和二次侧的运行参数，运行参数包括运行循环流量、运行供水温度、运行回水温度，计算过程及结果如下：
1、一级站（首站）运行参数计算
一级站已知条件：
威海地区采暖室外计算温度t′=-5.4（℃）
室内采暖计算温度tn=20（℃）
设计热指标q=45（w/m2)
供热建筑面积A=5300000（m2)
一次侧设计供水温度τ1′=120（℃）
一次侧设计回水温度τ2′=60（℃）
二次侧设计供水温度tg′=85（℃）
二次侧设计回水温度th′=45（℃）
取一次侧变流量系数Φ1=0.8、二次侧变流量系数Φ2=0.9。
设计热负荷：
Q′=A×q×3600/10^9 =5300000×45×3600/10^9=858.6（GJ/h)
一次侧设计循环流量：
G1′=0.86×A×q′/(τ1′-τ2′）/1000=0.86×5300000×45/(120-60)/1000=3419（t/h）
二次侧设计循环流量：
G2′=0.86×A×q′/(tg′-th′）/1000=0.86×5300000×45/(85-45)/1000=5128（t/h）
一次侧与二次侧设计供、回水温差：
△tw′=τ1′-tg′=120-85=35（℃）。
用户散热器的设计平均计算温差：
Δts′=（tg′+th′-2×tn）/2=(85+45-2×20)/2=45（℃）。
二级网设计供、回水温差：
△tj′=tg′-th′=85-45=40（℃）。
换热器对数平均温差：
△t′=（（τ1′-tg′）-（τ2′-th′））/ln(（τ1′-tg′）/（τ2′-th′）)=（(120-85）-（60-45））/ln((120-85）/（60-45）)=23.6（℃）。
常数D：
D=（（τ1′-τ2′）-（tg′-th′））/△t′=((120-60)-(85-45))/23.6=1.3,
当威海室外温度为tw=-2℃时，
相对热负荷系数：
μ=（tn-tw）/(tn-t′w）=（20-（-2））/(20-(-5.4))=0.866
一次侧运行流量：
G1=G1′×Φ1=3419×0.8=2735（t/h），
二次侧运行流量：
G2=G2′×Φ2=5128×0.9=4615（t/h），
运行热负荷：
Q=μ×Q′=0.866×858.6=743.6（GJ/h)，
运行热指标：
q=μ×q′=0.866×45=38.97（w/m2)，
二次侧运行供水温度：
tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b) +0.5×△tj′×μ/Φ2） =(20+45×0.866^(1/(1+0.3)))+0.5×40×0.866/0.9=79.5（℃），
二次侧运行回水温度：
th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2）=(20+45×0.866^(1/(1+0.3)))-0.5×40×0.866/0.9=41.0（℃），
一次侧运行供水温度:
τ1=(（（τ1′-τ2′）×μ/Φ1 +th）×(e^D-tg)/(e^D-1)=(120-60)×0.866/0.8+41.0)×e^1.3-53.36)/(e^1.3-1)=116（℃）
一次侧运行回水温度：
τ2=τ1-(τ1′-τ2′）×μ/Φ1=116-(120-60)×0.866/0.8=51（℃）。
同理，可以求出一级站在其他室外温度下的循环流量、运行热负荷、运行热指标、运行供水温度、运行回水温度。详细计算数据见附表1。
2、二级站运行参数计算
二级站以系统内的西南村供热站为例。西南村换热站供热建筑面积为245000 m2，换热站换热方法为混水直供系统，运行调节方法采用质调节。
二级站西南村站房已知条件：
威海地区采暖室外计算温度t′=-5.4（℃）
室内采暖计算温度tn=20（℃）
设计热指标q=45（w/m2)
供热建筑面积A=245000（m2)
一次侧设计供水温度τ1′=85（℃）
一次侧设计回水温度τ2′=45（℃）
二次侧设计供水温度tg′=55（℃）
二次侧设计回水温度th′=45（℃）
一次侧变流量系数Φ1=1，二次侧变流量系数Φ2=0.8。
设计热负荷：
Q′=A×q×3600/10^9 =245000×45×3600/10^9=39.69（GJ/h)
一次侧设计循环流量：
G1′=0.86×A×q′/(τ1′-τ2′）/1000=0.86×245000×45/(85-45)/1000=237（t/h）
二次侧设计循环流量：
G2′=0.86×A×q′/(tg′-th′）/1000=0.86×245000×45/(55-45)/1000=948（t/h）
一次侧与二次侧设计供水温差：
△tw′=τ1′-tg′=85-55=30（℃）
散热器的设计平均计算温差：Δts′=（tg′+th′-2×tn）/2=(55+45-2×20)/2=30（℃）
二级网设计供、回水温差：
△tj′=tg′-th′=55-45=10（℃）
当威海室外温度为tw=-2℃时，
相对热负荷系数：
μ=（tn-tw）/(tn-t′w）=（20-（-2））/(20-(-5.4))=0.866
一次侧运行流量：
G1=G1′×Φ1=237×1.0=237（t/h），
二次侧运行流量：
G2=G2′×Φ2=948×0.8=758.4（t/h），
运行热负荷：
Q=μ×Q′=0.87×39.69=34.4（GJ/h)，
运行热指标：
q=μ×q′=0.866×45=38.97（w/m2)，
二次侧运行供水温度：
tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)+0.5×△tj′×μ/Φ2）=(20+30×0.866^（1/(1+0.3)）+0.5×10×0.866/0.8=52.3（℃），
二次侧运行回水温度：
th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2=(20+30×0.866^（1/(1+0.3)）-0.5×10×0.866/0.8=41.4（℃），
一次侧运行供水温度：
τ1=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)+（△tw′+0.5×△tj′）×μ/Φ1 = （20+30×0.866^1/(1+0.3)）+(30+0.5×10) ×0.866/1.0=77.18（℃），
一次侧运行回水温度：
τ2=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ1=（20+30×0.866^1/(1+0.3)）-0.5×10 ×0.866/1.0=42.53（℃）。
同理，可以求出西南村站房在其他室外温度下的循环流量、运行热负荷、运行热指标、运行供水温度、运行回水温度。详细计算数据见附表2。
步骤2、将步骤1获得的一级站（首站）运行参数和二级站运行参数分别作为热力目标值调度令、分别推送给（所对应的）换热站的设备监控系统，实现各换热站供热参数精准化运行；
2017-2018采暖期，根据往年运行数据以及运行人员经验进行调度运行。2018-2019、2019-2020两个采暖期，改造后根据质调节运行计算逻辑计算的热力目标值进行监控系统运行，运行数据及效果对比如下：
1、系统节热
单位面积平均单耗指标由40.2w降至30.1w，单位面积年耗热量由0.50GJ降至0.38GJ，节能25%。
2、系统节电
单位面积运行电量一个采暖期由3.55KWh降至2.49KWh，节电30%。
3、系统节人工
改造实施后，大大降低供热管理、运行人员，节省运行管理人员2人。
4、用户室内温度
改造实施前，14-18℃范围的占采集总数量的15%，18-23℃范围54%，23-26℃范围31%，站房前端用户过热，站房末端用户过冷，意见大。
改造实施后，实现均匀供热，消除过热、过冷现象，19-23℃范围100%，合格率和用户满意率98.6%。
案例二，淄博热电集团有限公司东线主管网供热系统。
淄博热电集团有限公司东线主管网供热系统供热面积460万平方米，热源为经热水供热主管连接一级换热站（即首站）1个，一级换热站经一级管网连接28个第二级换热站，每一个二级换热站经二级管网连接到供热用户。一级换热站换热方法为换热器间供的换热方法，运行调节方法为质-量调节。一次侧设计供、回水温度120/80℃，二次侧设计供、回水温度90/60℃。28个二级换热站换热方法均为换热器间供系统，一次侧设计供、回水温度90/60℃,二次侧设计供、回水温度55/45℃，运行调节方法为质调节。
步骤1、根据集中供热系统全网中各个换热站的换热方法和运行调节方法分别计算出各个换热站一次侧和二次侧的运行参数，运行参数包括运行循环流量、运行供水温度、运行回水温度，计算过程及结果如下：
1、一级站（首站）运行参数计算
已知条件：
淄博地区采暖室外计算温度t′=-7（℃）
室内采暖计算温度tn=20（℃）
设计热指标q=43（w/m2)
供热建筑面积A=4600000（m2)
一次侧设计供水温度tg′=120（℃）
一次侧设计回水温度th′=80（℃）
二次侧设计供水温度tg′=90（℃）
二次侧设计回水温度th′=60（℃）
设计热负荷：
Q′=A×q×3600/10^9 =4600000×43×3600/10^9=712.08（GJ/h)
一次侧设计循环流量：
G1′=0.86×A×q′/(τ1′-τ2′）/1000=0.86×4600000×43/(120-80)/1000=4253（t/h）。
二次侧设计循环流量：
G2′=0.86×A×q′/(tg′-th′）/1000=0.86×4600000×43/(90-60)/1000=5670（t/h）。
一次侧与二次侧设计供水温差：
△tw′=τ1′-tg′=120-90=30（℃）。
散热器的设计平均计算温差：
Δts′=（tg′+th′-2×tn）/2=(90+60-2×20)/2=55（℃）。
二次侧设计供、回水温差：
△tj′=tg′-th′=90-60=30（℃）。
换热器对数平均温差：
△t′=（（τ1′-tg′）-（τ2′-th′））/ln(（τ1′-tg′）/（τ2′-th′）)=（(120-90）-（80-60））/ln((120-90）/（80-6）)=24.7（℃）。
常数D：
D=（（τ1′-τ2′）-（tg′-th′））/△t′=((120-80)-(90-60))/24.7=0.4,
当淄博室外温度为tw=-5℃时，
相对热负荷系数：
μ=（tn-tw）/(tn-t′w）=（20-（-5））/(20-(-7))=0.926
运行调节方法为质-量联调，则Φ1=μ=0.926，Φ2=μ=0.926
一次侧运行流量：
G1=G1′×Φ1=4253×0.926=3938（t/h），
二次侧运行流量：
G2=G2′×Φ2=5670×0.926=5250（t/h），
运行热负荷：
Q=μ×Q′=0.926×712.08=659.4（GJ/h)，
运行热指标：
q=μ×q′=0.926×43=39.81（w/m2)，
二次侧运行供水温度：
tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b) +0.5×△tj′×μ/Φ2） =(20+55×0.926^(1/(1+0.3)))+0.5×30×0.926/0.926=86.8（℃），
二次侧运行回水温度：
th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2） =(20+55×0.926^(1/(1+0.3)))-0.5×30×0.926/0.926=56.8（℃），
一次侧运行供水温度:
τ1=(（（τ1′-τ2′）×μ/Φ1 +th）×(e^D-tg)/(e^D-1)=(120-80)×0.926/0.926+56.9)×e^2.12-86.8)/(e^2.12-1)=115（℃）
一次侧运行回水温度：
τ2=τ1-(τ1′-τ2′）×μ/Φ1=115-(120-80)×0.926/0.926=75（℃）。
同理，可以求一级站在其他室外温度下的循环流量、运行热负荷、运行热指标、运行供水温度、运行回水温度。详细计算数据见附表3。
2、二级站运行参数计算
二级站以系统内的百盛花园站供热站为例。西南村换热站供热建筑面积为162000 m2，换热站换热方法为换热器间供系统，运行调节方法采用质调节。
已知条件：
淄博地区采暖室外计算温度t′=-7（℃）
室内采暖计算温度tn=20（℃）
设计热指标q=43（w/m2)
供热建筑面积A=162000（m2)
一次侧设计供水温度τ1′=90（℃）
一次侧设计回水温度τ2′=60（℃）
二次侧设计供水温度tg′=55（℃）
二次侧设计回水温度th′=42（℃）
设计热负荷：
Q′=A×q×3600/10^9 =162000×43×3600/10^9=25.08（GJ/h)
一次侧设计循环流量：
G1′=0.86×A×q′/(τ1′-τ2′）/1000=0.86×162000×43/(90-60)/1000=200（t/h）。
二次侧设计循环流量：
G2′=0.86×A×q′/(tg′-th′）/1000=0.86×162000×43/(55-42)/1000=461（t/h）。
一次侧与二次侧设计供、回水温差：
△tw′=τ1′-tg′=90-55=35（℃）。
散热器的设计平均计算温差：
Δts′=（tg′+th′-2×tn）/2=(55+42-2×20)/2=28.5（℃）。
二级网设计供、回水温差：
△tj′=tg′-th′=55-42=13（℃）。
换热器对数平均温差：
△t′=（（τ1′-tg′）-（τ2′-th′））/ln(（τ1′-tg′）/（τ2′-th′）)=（(90-55）-（45-42））/ln((90-55）/（45-42）)=25.6（℃）。
常数D：
D=（（τ1′-τ2′）-（tg′-th′））/△t′=((90-60)-(55-42))/25.6=0.7
当淄博室外温度为tw=-5℃时，
相对热负荷系数：
μ=（tn-tw）/(tn-t′w）=（20-（-5））/(20-(-7))=0.926
运行调节方法为质调节，则Φ1=μ=1，Φ2=μ=1
一次侧运行流量：
G1=G1′×Φ1=200×1=200（t/h），
二次侧运行流量：
G2=G2′×Φ2=461×1=461（t/h），
运行热负荷：
Q=μ×Q′=0.926×25.08=23.22（GJ/h)，
运行热指标：
q=μ×q′=0.926×43=39.81（w/m2)，
二次侧运行供水温度：
tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b) +0.5×△tj′×μ/Φ2） =(20+28.5×0.926^(1/(1+0.3)))+0.5×13×0.926/1.0=52.9（℃），
二次侧运行回水温度：
th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2） =(20+28.5×0.926^(1/(1+0.3)))-0.5×13×0.926/1.0=40.8（℃），
一次侧运行供水温度与一级站二次侧供水温度一致，
τ1=(（（τ1′-τ2′）×μ/Φ1 +th）×(e^D-tg)/(e^D-1)=(90-60)×0.926/1.0+40.8)×e^2.12-52.9)/(e^2.12-1)=85.3（℃），
一次侧运行回水温度：
τ2=τ1-(τ1′-τ2′）×μ/Φ1=85.3-(90-60)×0.926/1=57.5（℃）。
同理，可以求出百盛花园站其他室外温度下的循环流量、运行热负荷、运行热指标、运行供水温度、运行回水温度。详细计算数据见附表4：
步骤2、将步骤1获得的一级站（首站）运行参数和二级站运行参数分别作为热力目标值调度令、分别推送给（所对应的）换热站的设备监控系统，实现各换热站供热参数精准化运行；
2018-2019采暖期，根据往年运行数据以及运行人员经验进行调度运行。2019-2020采暖期，改造后根据质-量调节运行计算逻辑计算的水力、热力控制目标值进行监控系统运行，运行数据及效果对比如下：
1、系统节热
单位面积平均单耗指标由42.3w降至32.5w，单位面积年耗热量由0.44GJ降至0.34GJ，节能23%。
2、系统节电
单位面积运行电量一个采暖期由2.95KWh降至2.20KWh，节电25%。
3、系统节人工
改造实施后，大大降低供热管理、运行人员，节省运行管理人员2人。
5、用户室内温度
改造实施前，14-18℃范围18%，18-23℃范围57%，23-26℃范围25%。站房前端用户过热，站房末端用户过冷，意见大。
改造实施后，实现均匀供热，消除了过热、过冷现象，19-22℃范围100%，室内温度合格率和用户满意率98.8%。
Claims (3)
1.一种集中供热系统全网精准运行参数计算方法，
获取供热系统的参数q、A、、τ1′、τ2′、tg′、th′、b、t w′、tn、tw、Q′、G1′、G2′、μ、△tw′、Δts′、△tj′、△t′、D；
其特征在于：
当换热站为换热器间供的换热方法时，
一次侧运行循环流量G1=G1′* Φ1，
二次侧运行循环流量G2=G2′* Φ2，
运行热负荷Q=μ×Q′，
运行热指标q=μ×q′，
一次侧运行供水温度τ1=(（（τ1′-τ2′）×μ/Φ1 +th）×e^D-tg)/(e^D-1)，
一次侧运行回水温度τ2=τ1-(τ1′-τ2′）×μ/Φ1，
二次侧运行供水温度tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b) +0.5×△tj′×μ/Φ2），
二次侧运行回水温度th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2），
相对热负荷比μ=（tn-tw）/(tn-t w′）；
供热运行调节方法采用质调节运行方法时：Φ1=1、Φ2=1，供热运行调节方法采用量调节运行方式时：Φ1=μ、Φ2=μ，供热运行调节方法采用质-量联合调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ，供热运行调节方法采用分阶段改变流量的质调节运行方式时：Φ1=常数1、Φ2=常数2，供热运行调节方法采用分阶段改变温度的量调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ；
当换热站为混水直供的换热方法（换热系统）时，
一次侧运行循环流量G1=G1′*Φ1，
二次侧运行循环流量G2=G2′*Φ2，
运行热负荷Q=μ×Q′，
运行热指标q=μ×q′，
一次侧运行供水温度τ1=（tn+Δts′×μ）^1/(1+b)+（△tw′+0.5×△tj′）×μ/Φ1，
一次侧运行回水温度τ2=（tn+Δts′×μ）^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ1，
二次侧运行供水温度tg=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)+0.5×△tj′×μ/Φ2），
二次侧运行回水温度th=（tn+Δts′×μ^1/(1+b)-0.5×△tj′×μ/Φ2），
供热运行调节方法采用质调节运行方法时：Φ1=1、Φ2=1，供热运行调节方法采用量调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ， 供热运行调节方法采用质-量联合调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ， 供热运行调节方法采用分阶段改变流量的质调节运行方法时：Φ1=常数1、Φ2=常数2，供热运行调节方法采用分阶段改变温度的量调节运行方法时：Φ1=μ、Φ2=μ；
其中：t w′为采暖室外计算温度、tn为室内采暖计算温度、tw为集中供热地区的室外实时温度、q为设计热指标、A 为供热建筑面积、τ1′为一次侧设计供水温度、τ2′为一次侧设计回水温度、tg′为二次侧设计供水温度、th′为二次侧设计回水温度、b为散热器传热系数计算指数、Q′为设计热负荷、G1′为一次侧设计循环流量、G2′为二次侧设计循环流量、μ为相对热负荷比、△tw′为一次侧与二次侧设计供、回水温差、Δts′为用户散热器的设计平均计算温差、△tj′为二级网设计供、回水温差、△t′为换热器对数平均温差、D为常数，D=（（τ1′-τ2′）-（tg′-th′））/△t′；Φ1为一次侧变流量系数、Φ2为二次侧变流量系数。
2.根据权利要求1所述的供热系统全网精准运行参数的计算方法的应用，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、根据集中供热系统全网中各个换热站的换热方法和运行调节方法分别计算出各个换热站一次侧和二次侧的运行参数，运行参数包括运行循环流量、运行供水温度、运行回水温度；
步骤2、将步骤1获得运行参数作为各个换热站的热力目标值调度令、分别推送给各个换热站的设备监控系统，实现各换热站供热参数精准化运行。
3.根据要求2所述的供热系统全网精准运行参数的计算方法的应用，其特征在于：当热源为与其相连的第一级换热站提供的是热水时，各第一级换热站一次侧的运行循环流量、运行热负荷累加值和运行供水温度作为热源的运行目标值；
当热源为蒸汽热源、即热源提供给与其相连的第一级换热站的一次侧为蒸汽时，根据各第一级换热站一次侧的运行循环流量累加值和运行供水温度计算出各第一级换热站一次侧的运行热负荷累加值Q，根据热源提供的蒸汽品质转换为所需蒸汽流量值作为热源的运行目标值。
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2020
- 2020-04-30 CN CN202010366549.8A patent/CN112161320A/zh active Pending
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