近年來，城市建設(shè)得到了快速發(fā)展，采暖、空調(diào)、生活熱水等城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也出現(xiàn)了同步增長，但由于管網(wǎng)的設(shè)計供熱能力與實際供熱能力不同，以及供熱管道管徑的非無級變化，導(dǎo)致了熱網(wǎng)運行的水力失調(diào)；熱網(wǎng)不同部位供熱面積的增加或減少，致使供熱管網(wǎng)的水力特性和供熱運行狀況隨之發(fā)生變化；另外，因電廠供熱故障造成的供熱熱負荷的不足而引起的用戶不滿等，都是需要我們通過調(diào)節(jié)熱網(wǎng)消除或降低。
 
因此，在供熱期前及時準確了解熱網(wǎng)的運行狀況，對做好冬季供熱熱網(wǎng)的平衡、提高熱網(wǎng)運行的經(jīng)濟、安全、可靠和改善供熱質(zhì)量就顯得尤為重要。唐山熱力總公司利用計算機軟件進行熱網(wǎng)的水力分析，并將其應(yīng)用于實際的供熱運行調(diào)度，本文即對近年來積累的相關(guān)經(jīng)驗進行了整理、匯總，以供交流和借鑒。
 
一、概述
唐山市熱力總公司在2010～2011年度供熱期前供熱面積為2286.4萬平方米，基本全部由原來的5座熱電廠供熱。2010～2011供熱期將有500萬平方米納入熱網(wǎng)供熱。一方面熱源之一的高耗能的小型熱電廠—缸窯熱電廠即將停產(chǎn)，熱源不足，一方面新熱源—豐潤熱電廠引入市區(qū)，加之電廠故障引起的低溫狀態(tài)。如何做好熱網(wǎng)的調(diào)節(jié)，提高供熱質(zhì)量，是擺在我們面前的實實在在的問題。為此我們通過計算機模擬了30多種熱網(wǎng)運行狀態(tài)，以適應(yīng)供熱運行的需要。

二、水力計算軟件簡介
唐山熱力總公司應(yīng)用的水力計算軟件最初是自主研發(fā)的分析軟件，它將供熱水力計算的過程程序化，熱源、熱網(wǎng)和熱用戶基本信息數(shù)據(jù)化。即：把各熱源循環(huán)泵的特性；管網(wǎng)各部分的管徑、長度、泄漏量、高程、方向；熱用戶的熱負荷、名稱等數(shù)據(jù)輸入到軟件的數(shù)據(jù)庫中，建成數(shù)據(jù)庫，并按既定的程序進行計算，得出熱網(wǎng)運行的結(jié)果，指導(dǎo)運行調(diào)度。它的基本功能主要有：
1.繪制出熱網(wǎng)的平面示意圖，直觀表達熱網(wǎng)的運行狀況；
2.根據(jù)熱源參數(shù)和熱用戶負荷情況，自動計算出熱網(wǎng)達到水力平衡時各熱源、管網(wǎng)節(jié)點和熱用戶的流量及供、回水壓力；
3.計算出各熱用戶的剩余壓差，確定最不利環(huán)路；
4.繪制熱源至任意熱力站（熱用戶）的水壓圖；
5.確定各熱力站（熱用戶）的Kv值；
6.計算結(jié)果報表輸出。

三、實際應(yīng)用
3、軟件的應(yīng)用方向
3.1校核供熱管網(wǎng)、提供供熱管網(wǎng)改造方案，分析管網(wǎng)、熱力站或熱用戶供熱面積發(fā)生變化時對其他熱用戶的影響程度；
3.2確定多熱源環(huán)狀或支狀管網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)供熱時的最佳水利交匯點和各熱源的運行參數(shù)、供熱范圍，
根據(jù)熱源供熱能力實現(xiàn)部分熱力站（熱用戶）在不同熱源間擇網(wǎng)運行；
3.3根據(jù)仿真計算結(jié)果中的流量和Kv值進行站內(nèi)自控系統(tǒng)電動調(diào)節(jié)閥的選型，并根據(jù)熱網(wǎng)的發(fā)展狀況及時調(diào)整、合理利用電動調(diào)節(jié)閥；
3.4根據(jù)仿真計算結(jié)果中的流量和剩余壓差，進行管網(wǎng)調(diào)節(jié)；
3.5確定各熱力站（熱用戶）對其他熱力站（熱用戶）供熱效果無明顯影響時的最大供熱面積。

4、應(yīng)用實例
4.1 聯(lián)網(wǎng)計算及劃分熱源供熱區(qū)域
2010年唐山熱力擁有6大熱源廠（含即將完工的豐潤電廠和即將停產(chǎn)的缸窯電廠），大環(huán)網(wǎng)構(gòu)架已經(jīng)初具規(guī)模，但各熱源廠的補水能力和協(xié)調(diào)聯(lián)動能力不足，仍然處于各自獨立運行的狀態(tài)。為了確保各熱源、熱網(wǎng)的水力工況處于最佳狀態(tài)，策劃了四種方案模擬環(huán)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)進行水力計算：一是豐潤電廠未完工，5大熱源聯(lián)網(wǎng)；二是豐潤電廠未完工，缸窯電廠停產(chǎn)，4大熱源聯(lián)網(wǎng)；三是豐潤電廠供熱，缸窯電廠未停產(chǎn)，6大熱源聯(lián)網(wǎng)；四是豐潤電廠完工，缸窯電廠停產(chǎn)，5大熱源聯(lián)網(wǎng)。通過水力計算軟件分析，得到了合理的供熱范圍劃分的方案，最終以豐潤電廠未完工，缸窯電廠停產(chǎn)，4大熱源供熱的模式步入供熱期。隨著2010年12月18日豐潤熱網(wǎng)注水的完成，我們啟動了豐潤電廠，并入了熱網(wǎng)中，由于豐潤電廠距離市中心較遠，僅熱網(wǎng)DN1200的主干線就長達21.2km，且中繼泵尚未安裝，我們按軟件分析、計算的結(jié)果，將市區(qū)熱網(wǎng)裕華道支線的176萬平方米，西郊熱網(wǎng)主干線的15萬平方米劃入了豐潤熱網(wǎng)，實施平衡調(diào)節(jié)后的熱網(wǎng)，各系統(tǒng)運行良好。

4.2 加裝分段閥門，提高熱網(wǎng)的可調(diào)性
唐山市中心區(qū)的供熱任務(wù)主要由西郊電廠、市區(qū)電廠、陡河電廠和豐潤電廠供熱，熱網(wǎng)的敷設(shè)使得西郊電廠分別與市區(qū)電廠和豐潤電廠相聯(lián)，市區(qū)電廠與上述3座電廠均相聯(lián)，陡河電廠目前僅與市區(qū)電廠相聯(lián)。雖然最佳的水力工況點——各熱源的供熱區(qū)域已經(jīng)確定，但是，當(dāng)某一熱源廠進入故障狀態(tài)，供熱能力明顯不足時，必然會影響事故熱源區(qū)供熱效果，引發(fā)用戶的不滿。為此，公司決定再次對各熱源的供熱區(qū)域進行適當(dāng)調(diào)整，并以整體向下微調(diào)正常供熱區(qū)域的供熱溫度的方式來提升故障區(qū)域的供熱溫度。幾年來，公司在熱網(wǎng)原有分支閥門的基礎(chǔ)上，增加了多處分段閥門，其中在西郊和市區(qū)電廠聯(lián)網(wǎng)的興源道支干線上增加了兩道閥門，使兩段熱網(wǎng)各自保有約43萬平方米的調(diào)整空間；西山道支干線上增加了兩道閥門，使兩段熱網(wǎng)分別有35.5萬平方米和40萬平方米的調(diào)整空間；國防道支干線增加了1道閥門，使該熱網(wǎng)有17萬平方米的調(diào)整空間；市區(qū)與陡河電廠熱網(wǎng)分別有81萬平方米和122萬平方米的調(diào)整空間等，確保在某一熱源廠出現(xiàn)故障時能最大限度降低負面影響，體現(xiàn)了唐山熱力“保民生”的服務(wù)宗旨。

4.3 擇網(wǎng)運行，提高熱網(wǎng)可靠性
2010～2011供熱期，市區(qū)電廠發(fā)生了多次的故障，供熱溫度偏低，通過與西郊電廠之間分段閥門的調(diào)整，減小了故障帶來的影響。在市區(qū)電廠故障造成供熱效果最差的階段，我們啟動了陡電熱網(wǎng)的中繼泵站，將市區(qū)熱網(wǎng)的203萬平方米劃入陡電熱網(wǎng)、161.5萬平方米劃入了西郊熱網(wǎng)，使市區(qū)電廠的供熱面積降至460余萬平方米，極大地降低了因此帶來的負面影響。

4.4 科學(xué)選擇電動閥，保證熱網(wǎng)運行安全
由于部分熱力站的實際供熱負荷達不到設(shè)計負荷，個別熱力站因熱源廠供熱量過高，導(dǎo)致站內(nèi)自控閥門發(fā)生震動，引起站內(nèi)設(shè)備共振，危害運行安全。2005年夏季，我公司根據(jù)水力計算軟件計算結(jié)果中各站的Kv值和站內(nèi)現(xiàn)有自控閥門的Kvs值，對問題嚴重的36＃-1等熱力站的自控閥門進行了調(diào)整，運行效果良好，再也未出現(xiàn)過震動現(xiàn)象。
多年來，隨著我公司供熱面積及熱網(wǎng)的不斷擴大，熱網(wǎng)原有的設(shè)計水力工況與現(xiàn)有的實際工況已大不相同。2010年，我公司提出了建設(shè)熱網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)，實施熱力站的遠程監(jiān)控、無人值守，2011年，已經(jīng)實現(xiàn)了全網(wǎng)運行，目前現(xiàn)有的360座站將全部納入該系統(tǒng)。兩年來，我們依據(jù)計算結(jié)果調(diào)整或新加裝了約130座站的電動閥，這些閥門將在熱網(wǎng)運行安全在發(fā)揮重要作用。

4.5 調(diào)節(jié)管網(wǎng)，降低水力失調(diào)度
近兩年，我公司的供熱面積每年以300萬平方米的速度遞增，今年有望達到400～500萬平方米納入熱網(wǎng)，唐山熱力總公司未雨綢繆提前使用水力計算軟件熱網(wǎng)的運行工況進行了計算、分析，并對部分不適宜的管線進行了翻建，同時依據(jù)水力計算的結(jié)果，調(diào)度、監(jiān)督各熱力站的運行調(diào)節(jié)，使熱網(wǎng)在供熱面積和熱網(wǎng)不斷擴大的狀態(tài)下，不僅未增加管道泵的投入，而且還在逐年減少管道泵的使用，降低了熱網(wǎng)的水力失調(diào)度，實現(xiàn)了節(jié)能供熱、經(jīng)濟運行。