唐山晓世科技有限公司水力平衡调节方案

一、公司简介

供热管网水力失调一直是困扰供热企业的技术难题。历经十几年的研发与实践，我们开发出了以超算为核心的“供热管网水力平衡调节系列软件”，软件以管网实测参数计算管网阻力特性的工况为基础，克服了传统理论计算与现场实际工况不符的缺点，自2012年开始，将该软件授权给唐山市热力总公司内部使用，通过所辖500多个小区的改造实施中，在节热、节电、节水、降低人员劳动强度等方面效果显著，为供热企业提高了综合效能，实现了国家、供热企业、用户多赢，开创了国内智能、环保、和谐的热力管网平衡的新时代。科技无界、共享无限，为更好的服务于社会，2019年12月技术团队注册了以供热管网水力平衡调节与服务为主要业务的“唐山晓世科技有限公司”。

 

二、公司文化

公司使命：运用水力平衡核心算法煦暖万户千家

核心价值观：智晓水力平衡核心算法、运用我们的技术服务世界

公司精神：匠心卓越、拼搏担当

经营理念：正直、诚信、奉献、热情

 

三、核心技术

    （一）传统水力平衡调节方法

    当前各供热企业流行的管网平衡调节根据管网设计特点分两种方式。

    1、基于传统串联式系统的定流量调节方式。

      使用的调节手段一是通过手动调节阀进行手动调节，此种方法受到调解人员技术水平、工作经验等限制，存在调节精度不高、调节周期长、耗费人力等缺点；二是安装自力式流量调节阀进行系统自动调节，此种调节手段似乎能达到效果，但调节阀的选用基于管网水力平衡理论计算结果进行设计，调节范围受到限制，且管网实际水力平衡状态受到安装条件、使用年限（内部结垢、物理障碍造成管壁粗糙度变化）等影响，与理论计算存在很大差异，造成选型偏大，调解失衡。

     2、基于分户系统的定压差调解方法。

    其理论基于用户根据室温调解流量而来，其硬件设施主要在用户总入口安装压差控制阀，在每个用户室内安装自力式温控阀。目前通过调查，室内安装温控阀用户很少，原设计安装了室内自力式温控阀的用户，由于种种原因也大部分拆除，使得原设计的定压差系统实际变为了定流量系统，压差控制阀作用减少，管网平衡精度较差。

（二）晓世科技供热管网水力平衡调节系列软件和物联网测温孔板阀调节技术

1、供热管网水力平衡调节系列软件

供热管网水力平衡调节系列软件为供热管网提供了高可用性实测数据，能精确计算出整个管网的阻力特性值，并计算出各个节点用户分配实际所需流量值，真正使庭院管网水力失调现象实现数字可视化。运用我们的核心算法进行水力平衡计算，可以实现各个节点回水温度控制在±1℃以内。

2、晓世科技物联网测温孔板阀

晓世科技物联网测温系统实现了同一工况、瞬时、并行供回水温度数据采集，避免过去串行人工测温时间跨度长，采集的温度参数不在同一工况，采集温度参数误差大的问题。该物联网测温孔板阀采用相同规格、型号热传感器，测量温度差误差小，数据可用性大大提高，水力平衡计算精度更高。

公司搭建了庭院管网水力平衡计算软件管理平台，指挥前端GPS+BDS物联网4G模块工作，快速采集“千里之外”庭院管网各个节点温度参数，并存储到晓世科技测温服务器数据库中。

四、成功案例

唐山市热力总公司实施情况

（一）时间、地点及规模

2012年和2013年，唐山市热力总公司所辖丰润1#、健康楼、华育楼、74#等4个小区，供热建筑面积合计546016平方米，入户井室340余个。孔板球阀规格DN32-DN300共11个规格，拆除热用户入户井室内原有其他阀门，将孔板球阀焊接安装在供热管道上，供回水各装1个，共计安装940台套。

    （二）效益分析

1.耗热量分析

    按照2012-2013年度供热时间计算，2013-2014年度，平米节约热量0.0656GJ/m²，共节热35818GJ,按照热电厂采购价格折合人民币104万元。

    2.电量成本节约

    由于管网平衡达到一定水平后，近端大流量得到控制，减少了整个系统流量，使得流量分配接近设计或实际需求，循环水泵流量减少，从而节约了电量。2013-2014年度比2012-2013年度平米节电0.182Kwh/ m²，共节电99374.9Kwh，按0.53元/Kwh计算，节约资金52668元。

3.节水

    由于管网水利平衡得到改善，各不利水力节点工况得到改善，供热效果达到使用要求，减少了由于暖气不热放水的几率，从而减少了生产补水。2013-2014年度比2012-2013年度平米平均节水0.0254t/ m²，共节水13868吨，按5.84元/吨计算，节约资金80989元。

2013-2014年度，以上四个小区年度共计节约资金1173657元，经济效益显著。（以上（一）至（三）数据摘自于唐山热力总公司相关文献）。

基于这四个小区水力平衡改造所带来的经济效益和社会效益的明显效果，至2019年止，唐山热力总公司共计改造了500多个小区。

唐山市丰润区国能热力有限公司实施情况

（一）丰润区国能热力有限公司23号热力站

    23号热力站同时给22#、23#两个小区供热，热力站所供区域管线过长，供热范围广，热建筑分散，两台循环泵带动供热面积190165.66平方米，管网末端供热效果差，人工平衡难度大，是国能热力124个供热小区中供热效果最不理想的小区之一，也是国能热力有限公司第一个运用水力平衡核心算法软件和孔板阀结合运用改造的小区，改造过程中，该小区居民怨声载道，管网远端居民说话很难听。经过改造后，远端热用户供热效果得到极大改善，室温明显提升，对原来有怨气的居民进行回访时，脸上都露出了满意的笑容；同时消除了近端过热现象，水力平衡调节效果显著。共节热362209.5元，节水28208.41元，节电18343.32元。

（二）丰润区祥和地暖

祥和小区地暖机组是该小区水力失调最严重的管网，人工调节基本不见成效，投诉最多的老大难问题一直得不到解决，查其原因是供热管网中间管道管径过细，最初，国能热力有限公司的解决方案是替换原过细管道，在公司领导做出决定以后，主管经理事先找我们用水力平衡调节软件做一次论证，是不是有不替换原过细主管道的可能，以减小投入。经过计算得到的数据是最细主管道口径流量完全够用。出于前期合作的信任，国能热力在原有管网直接安装了孔板阀，为了不影响初期供热，安装了基于预装算法计算出的孔板，供热效果很理想。供热工况稳定后，进行了实测参数采集，运用基于实测参数算法，精确计算了孔板孔径值，更新了原有孔板，实现了管网平衡，供热效果大幅度提高，投诉也降到了零。

（三）和谐新村

    该供热系统结构复杂，供热管线最长距离1160米，同时存在平房、低层和高层热建筑，供热面积100168.57平米，均由同一个机组供热。复杂的供热结构导致高区压力不足，供热效果不理想；低区循环水量大，热量过剩；远端别墅区域水量不足，供热得不到保障。而且仅靠人工调节无法实现二次管网平衡。经过我公司水利计算加装孔板，达到了各楼口压力与温度平衡。确保了该供热系统安全、适温、高效、节能、环保、平稳的运行，供暖效果明显提高，得到了用户的认可。共节热190791.69元，节水14858.6元，节电9662.26元。

春雨秋风、花开花落、磨砺十年、终铸一剑。水力平衡核心算法是势穷力极仍锲而不舍而结出的果实。通过付诸实施发现果实是甜的。

缺少水力平衡核心算法计算出的水力平衡方案是粗犷的，水力平衡核心算法可以获得管网运行的实际水量需求，可以避免热网大水量、高扬程、高功耗运行。热网水力平衡核心算法是水力平衡调节和节能降耗的重要手段。

五、未来展望

目前，国内庭院供热管网由于其所处的位置，热用户点多分散、规模大小不一、供热系统形式多种多样、建筑风格及保温方式各有不同等，供热失衡的原因多种多样，达到供热系统的平衡是当地政府、供热公司、人民群众共同的追求和期待。“智调”供热平衡有着广阔的发展前景。

    “供热管网水力平衡调节系列软件”和“物联网测温孔板阀”的运用和推广，离不开社会各界的关注和理解，离不开供热公司、各级政府机构的认可和支持，离不开各级领导的关怀和信任。“晓世科技”将在实践中，不断提升技术水平。在推广中，不断汲取行业相关领域的前沿技术，持续提升供热管网综合效能，与供热企业和行业同仁携手共进、砥砺前行，一步一个脚印，共同开创智能、环保、和谐供热管网的新时代。

庭院管网水力平衡有很多很好的方案，我们愿与供热同仁合作，融入我们的水力平衡核心算法，会使您的解决方案充满活力。我们将持续公布我们的实施数据，为研究供热平衡大数据的同仁提供数据支撑。

晓世科技以正直、诚信、奉献、热情之理念与供热企业与同仁共同打造煦暖的世界。