王平 朱兆喆
天津市城安热电有限公司
摘要：随着集中供热行业的不断发展，以及适应节能减排的要求，热电联产供热方式以其节约能源、高效环保等优势在供热行业中占据着越来越大的分量。由于电厂的装机规模大、供热能力大，热电联产的供热管网往往具有传输距离长、辐射区域大、管网错综复杂等特点，给运行中流量调节带来很大的挑战，而且常常由于调峰或者补给而改变运行工况，这就需要各负荷不断随着管网工况的变化进行一次流量的调节，以满足供热需求以及节能的要求。这就需要一种智能、高效的调节方式，使负荷端自动适应管网工况的变化。
关键词：集中供热；大数据；调节
1供热调节的方式
目前集中供热的调节主要有质调节、量调节、质量流量调节。正确选择供热系统的运行调节方式，是保证供暖质量节能降耗的重要环节[1]。天津市某热电联产供热管网采用热源出口温度质调节、各换热站量调节的方式供热。热源温度由一级调度根据每日室外气温统一下发，而各个换热站则由二级调度根据小区供热情况进行一次流量调节，由此可以看出二级调度在保证供热质量和节约热能方面起着重要的作用。该管网的换热站内具备电动调节阀、控制器、DTU以及各种供热参数采集模块，具备远程调节功能。下面以该管网某个换热站为例，对换热站一次流量不同调节方式的优缺点进行对比。
1.1传统的调节方式
2016-2017、2017-2018两个采暖季，该换热站使用上位人工改变阀门开度的方式进行流量调节。具体做法是，二级调度员根据管网流量、温度的变化，不断调整下发阀门开度指令，以达到满足供热需要和节能要求。这种方法的缺点是需要调度员始终关注管网变化，以便及时进行调整，占用人力资源，而且一旦调整不及时，会造成供热不达标或者能源浪费的情况。
1.2新的调节方式
根据以往采暖季的运行情况，摸索出二次温度与热源温度的关系，在供热稳定期采用下发“热源温度/二次温度曲线”的方式调节。具体做法是尽可能多而准确地统计所有换热站在采暖季稳定期的温度参数，包括一次供水温度、一次回水温度、二次供水温度、二次回水温度。利用Excel多项式拟合功能，分别找出一次回水温度、二次供水温度、二次回水温度与一次供水温度之间的曲线关系。
如天津市供热期一般在11月上中旬至次年3月中下旬，排除供热初期、末期不稳定因素的干扰，取12月1日至次年2月28日的数据作为原始数据。还以上述小区换热站为例，调取该换热站2016-2017、2017-2018两个采暖季稳定期的历史数据，导入Excel表格并剔除坏数据。
表1 调取的历史数据
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选中四个温度对应的所有数据，插入散点图，将一次供水温度也就是热源温度作为自变量，其余三个温度作为因变量，进行曲线拟合[2]。找出一次回水温度、二次供水温度、二次回水温度与热源温度的关系。
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图1 利用Excel拟合温度曲线
通过曲线可以看出，三个温度与热源温度大致呈现二次方曲线的关系，其中二次供水温度和二次回水温度曲线的R2都达到了0.85以上，拟合度较高。由曲线公式可以得出不同热源温度下一次回水温度、二次供水温度、二次回水温度的值。
表2 不同热源温度下一次回水温度、二次供水温度、二次回水温度的值
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二次供水温度和二次回水温度共同决定户内供热质量，而二次回水温度更能客观反映户内的供热情况，但由于二次供水温度对热源温度的响应较快，同时从表中可以看出二次供水温度与二次回水温度之间的关系，故可以通过远程控制设置下发“热源温度/二次供水温度”曲线的方式进行一次流量调节。
2018-2019采暖季稳定期，该小区换热站采取了“热源温度/二次供水温度”的方式进行自动调节，控制系统运行稳定，基本能够按照给定的曲线进行供热。
2新、旧调节方式下能耗数据对比分析
调取2018年1-2月份和2019年1-2月份能耗数据，通过数据表对比可以看到，使用温度曲线调节比普通开度调节的方式，一次侧流量节省了4吨/小时，度日数热耗也降低了3%左右，不但为发展新负荷节省了流量资源，而且通过对现有远控设备、系统的充分利用，下发智能化曲线的时时调整，起到了节约能源的作用。
表3 新、旧调节方式下能耗数据对比表
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3新调节方式的优点
1）有效利用供热历史数据，找出与换热站匹配的温度曲线关系，通过智能化的曲线下发，使换热站流量适应管网的工况变化，减少了人力资源的占用；
2）节约能耗，同时确保供热参数稳定；
3）节省一次流量，增加管网供热能力。
4总结
由于曲线调节是根据二次供水温度与热源温度的关系对调节阀自动下发开度指令，以达到所需要的二次供水温度，所以对电动调节阀的精度要求较高。从节约人力、能源成本上看，该调节方式值得推广。
参考文献：
[1]赵俊锁,贾健龙.供热系统运行质调节和量调节的分析比较[J].区域供热,2013(01):81-84.
[2]刘海香, 张彩明, 梁秀霞. 平面上散乱数据点的二次曲线拟合[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2004, 16(11):1594-1598.