供熱系統(tǒng)常見問題及處理方法

李強(qiáng)

（哈爾濱物業(yè)供熱集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 問題的提出

供暖系統(tǒng)通常由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶的三部分組成，其能否正常運(yùn)行主要取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理水平等三個(gè)方面，并且這些方面相互影響、相互制約，其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使供暖的質(zhì)量無(wú)法滿足用戶的要求。根據(jù)調(diào)研，目前的集中供暖系統(tǒng)普遍存在的問題，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)冷熱不均、失調(diào)嚴(yán)重、運(yùn)行中的水、煤、電等的能耗嚴(yán)重，運(yùn)行故障及事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重的威脅著熱網(wǎng)的正常運(yùn)行，造成供熱質(zhì)量難以保證。

一個(gè)供暖系統(tǒng)若按規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)施工,其正常運(yùn)行是有保障的。但是，采暖系統(tǒng)大部分都很不規(guī)范，集中表現(xiàn)為熱負(fù)荷選取過大，造成設(shè)備選型過大，輸送設(shè)備大，備用率高，經(jīng)濟(jì)效益差。在實(shí)際工程中還常常出現(xiàn)這樣的情況，集中供熱系統(tǒng)若按規(guī)范和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)確定的熱負(fù)荷運(yùn)行，由于設(shè)計(jì)、施工中的種種問題，使得系統(tǒng)往往滿足不了熱用戶的需求。尤其是在我單位近年新增熱用戶的過程中中表現(xiàn)得尤為突出，必須按原有的老建筑的供暖設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)行供暖，否則將造成系統(tǒng)的不平衡，出現(xiàn)了節(jié)能建筑不節(jié)能的尷尬局面,即建筑的墻體是節(jié)能墻體，而供暖系統(tǒng)未能按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行供暖。久而久之，不合理反而變得合理，為人們所接受。就我國(guó)的供暖現(xiàn)狀而言，采取何種措施，在保證供暖質(zhì)量的同時(shí)，盡可能的減少浪費(fèi)，提高現(xiàn)有供熱系統(tǒng)的效率是工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理人員所面臨的一個(gè)重大課題。

2 存在的問題及對(duì)策

2.1 水力失調(diào)

2.1.1 系統(tǒng)水力失調(diào)的分類及原因

系統(tǒng)水力失調(diào)可分為水平失調(diào)和垂直失調(diào)兩種。前者表現(xiàn)為水平面上用戶流量偏離設(shè)計(jì)值，近端熱、遠(yuǎn)端冷；后者表現(xiàn)為垂直面上散熱器流量偏離設(shè)計(jì)值，樓層上冷熱不均。為了解決冷用戶的供熱問題，通常使設(shè)置大流量、高揚(yáng)程水泵，導(dǎo)致近端的熱用戶更加供熱，小溫差運(yùn)行，熱量浪費(fèi)嚴(yán)重，運(yùn)行成本很高。

a.水平失調(diào)的原因可歸納為：

ⅰ熱網(wǎng)設(shè)計(jì)一般只注意最不利點(diǎn)所必需的資用壓頭，而其它點(diǎn)的資用壓頭總是大于實(shí)際需要值，越近熱源位置資用壓頭的余量就越大。在熱網(wǎng)投入運(yùn)行時(shí)若沒有及時(shí)調(diào)節(jié)，必然出現(xiàn)流量分配偏離設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致用戶冷熱不均。

ⅱ供熱面積擴(kuò)大，熱網(wǎng)的某些管段流通能力不夠，沒有及時(shí)改造管網(wǎng)。

ⅲ熱網(wǎng)在設(shè)計(jì)合理的情況下，水泵選型過大，運(yùn)行流量偏離設(shè)計(jì)值也會(huì)導(dǎo)致熱網(wǎng)水力失調(diào)。

b.垂直失調(diào)的原因可歸納為：

供熱系統(tǒng)各立管之間、各層之間存在水力不平衡，由于管道系列規(guī)格的限制，設(shè)計(jì)一般是無(wú)法使之完全平衡，尤其是分戶改造工程，單元立管若為同程式時(shí)自然壓頭作用導(dǎo)致垂直失調(diào)。

2.1.2 系統(tǒng)水力失調(diào)的處理辦法

2.1.2.1 水平失調(diào)的處理方法

ⅰ在每個(gè)換熱站供水管及全部熱用戶建筑引入口安裝調(diào)節(jié)性能較好的調(diào)節(jié)閥,在正式運(yùn)行前進(jìn)行初調(diào)節(jié)。

ⅱ有條件的安裝微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行有效的監(jiān)視、調(diào)整和控制。

2.1.2.2 垂直失調(diào)的處理方法

ⅰ分戶供暖系統(tǒng)立管同程改為異程，有效減少自然壓力的影響。

ⅱ運(yùn)行時(shí)對(duì)分戶采暖熱用戶入口閥門進(jìn)行調(diào)整。

2.2 系統(tǒng)積氣

2.2.1 系統(tǒng)積氣的主要原因有原因

系統(tǒng)積氣的主要原因有兩個(gè)：

a.熱水中溶解的氣體在系統(tǒng)的低速低壓部位自動(dòng)析出，積存在散熱器內(nèi)或系統(tǒng)的局部高點(diǎn)，補(bǔ)水量越大析出的氣體可能就越多，影響系統(tǒng)的水力流動(dòng)和散熱。b.系統(tǒng)倒空，即室內(nèi)系統(tǒng)的局部形成真空，使大量的氣體進(jìn)入系統(tǒng)。對(duì)失水量比較大的采暖系統(tǒng)，若系統(tǒng)丟水后不能及時(shí)補(bǔ)水，倒空則不可避免。

2.2.2 系統(tǒng)積氣的處理方法

減少系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏，控制系統(tǒng)丟水，從而減少了系統(tǒng)的補(bǔ)水，把系統(tǒng)的補(bǔ)水率控制在2%以下，可有效減少溶解在補(bǔ)水中的氣體析出。如某系統(tǒng)的補(bǔ)水率通常在10%～15%，系統(tǒng)總有排不完的氣體，當(dāng)不補(bǔ)水量將下來(lái)以后，積氣量明顯減少。

在系統(tǒng)運(yùn)行中系統(tǒng)丟水后應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，目前采用的手動(dòng)補(bǔ)水的供暖系統(tǒng)是根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化控制其補(bǔ)水，即系統(tǒng)壓力低于某值時(shí)補(bǔ)水泵啟動(dòng)，高于某值時(shí)補(bǔ)水泵關(guān)閉。對(duì)于采用膨脹水箱定壓的系統(tǒng)由于壓力表精度等客觀因素限制及人的觀測(cè)誤差等主觀因素限制造成系統(tǒng)倒空、進(jìn)氣，空氣被循環(huán)水帶到系統(tǒng)之中在壓力大的部位溶解在水中，在壓力小的部位析出，增加了積氣。同時(shí)熱媒中的氣體過多加劇了熱源、管道、散熱器的氧化腐蝕，縮短了設(shè)備的使用壽命。系統(tǒng)中的積氣需要及時(shí)排出，增加了運(yùn)行管理人員的工作量，否則系統(tǒng)不但不能正常運(yùn)行，還可能出現(xiàn)凍裂管道和散熱器的事故。解決方法是由膨脹水箱定壓變?yōu)檠a(bǔ)水泵定壓，通過電磁閥等自控設(shè)備的控制，系統(tǒng)壓力低時(shí)補(bǔ)水泵補(bǔ)水，達(dá)到系統(tǒng)的壓力要求是補(bǔ)水回流到補(bǔ)水箱，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)補(bǔ)水。實(shí)踐證明，上述方法是行之有效的。

2.3 系統(tǒng)壓力波動(dòng)

2.3.1 系統(tǒng)壓力波動(dòng)的原因

對(duì)于膨脹水箱定壓方式的供暖系統(tǒng)進(jìn)常出現(xiàn)壓力波動(dòng)。一般的，如系統(tǒng)定壓正常，壓力低系統(tǒng)則缺水；壓力高系統(tǒng)則散熱器有可能超壓爆裂。目前，大部分供暖系統(tǒng)所用補(bǔ)水泵的補(bǔ)水量都大于實(shí)際需要的補(bǔ)水量，采用的是大流量、高揚(yáng)程的補(bǔ)水泵。當(dāng)系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)，補(bǔ)水迅速進(jìn)入，系統(tǒng)一旦充滿則補(bǔ)水通過膨脹管進(jìn)入膨脹水箱，而膨脹水箱的管徑一般較小，阻力較大，使補(bǔ)水泵的壓力全部作用于系統(tǒng)造成系統(tǒng)超壓，而補(bǔ)水泵停止工作時(shí)作用在系統(tǒng)上的壓力減小，形成壓力

圖1 膨脹水箱定壓系統(tǒng)示意圖

2.3.2 處理方法

上述原因發(fā)生的壓力波動(dòng)可通過更換與系統(tǒng)相匹配的補(bǔ)水泵和壓力控制器自動(dòng)控制補(bǔ)水來(lái)解決。如利用補(bǔ)水泵與電磁閥相配和，利用補(bǔ)水泵既實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，又實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的連續(xù)補(bǔ)水，可謂一舉兩得。

波動(dòng)。系統(tǒng)的形式如圖1 所示。

圖2 補(bǔ)水泵定壓系統(tǒng)示意圖

3 工程應(yīng)用分析

上述供暖系統(tǒng)的問題在實(shí)際運(yùn)行管理中是常見的。通過近年來(lái)技改和量化管理節(jié)能技術(shù)的不斷應(yīng)用，總結(jié)出了處理這些問題的一些經(jīng)驗(yàn)，并通過實(shí)踐，取得了較為理想的結(jié)果?，F(xiàn)舉一應(yīng)用實(shí)例，可供有關(guān)技術(shù)人員參考。我單位某采暖系統(tǒng)存在的問題較多：如水力不平衡，近熱遠(yuǎn)冷、冷熱不均；系統(tǒng)積氣，經(jīng)常凍裂管道和散熱器；用戶的室溫得不到保證。盡管如此，此系統(tǒng)的能耗仍很高，水、煤、電的浪費(fèi)嚴(yán)重。

該系統(tǒng)的供暖面積為16 萬(wàn)m2，供暖期間得同時(shí)運(yùn)行兩臺(tái)10T/h 鏈條鍋爐、兩臺(tái)SYS－300 型循環(huán)水泵、一臺(tái)多級(jí)補(bǔ)水泵(10kw),利用膨脹水箱定壓，間歇運(yùn)行。采用手動(dòng)控制補(bǔ)水，由于補(bǔ)水泵太大，運(yùn)行中系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)倒空或超壓現(xiàn)象，且系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大，水箱經(jīng)常處于缺水或溢水狀態(tài)，系統(tǒng)總有排不完的氣，維修人員把系統(tǒng)排氣做為每一天的一項(xiàng)艱苦工作，否則系統(tǒng)就會(huì)積氣，系統(tǒng)末端就有可能凍結(jié)。

針對(duì)如上情況，采取了如下措施：利用現(xiàn)有熱源和一臺(tái)循環(huán)水泵（一用一備）、增加了管網(wǎng)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)閥等，在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)流量對(duì)管網(wǎng)的流量進(jìn)行重新分配；更換補(bǔ)水泵為兩臺(tái)小功率的補(bǔ)水泵(3kw)，去除了膨脹水箱，變開式補(bǔ)水為閉式補(bǔ)水；去掉管網(wǎng)上多余的排氣閥（這在未改造前有些絕對(duì)是不可缺少的）和自來(lái)水管，減少人為放水。上述方法采取后系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定，采暖室內(nèi)溫度在16～20℃，基本上滿足了熱用戶的要求。熱用戶對(duì)于“燒得不好”的投訴基本沒有發(fā)生。在此基礎(chǔ)上對(duì)司爐工進(jìn)行量化管理，按用熱量計(jì)量燒煤，完成好的有獎(jiǎng)，結(jié)果是比以前干得少收入還增加了，學(xué)習(xí)新技術(shù)的工作熱情高漲。與改造前相比，一個(gè)采暖季節(jié)煤、節(jié)電效果明顯。形成了供熱質(zhì)量穩(wěn)定，用戶滿意；運(yùn)行、管理人員勞動(dòng)強(qiáng)度降低，收入增加；運(yùn)行成本減低，節(jié)約能源等一系列多方盈利的可喜局面。

4 結(jié)論

由此可見，針對(duì)供暖系統(tǒng)存在的問題認(rèn)真分析，找出系統(tǒng)存在的問題，采取相應(yīng)的處理辦法。通過技術(shù)改造，提高供暖系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)及管理水平，實(shí)行量化管理是提高供熱質(zhì)量，節(jié)約能源的有效手段。

[1]賀平.孫剛.供熱工程(第三版).北京:中國(guó)建設(shè)出版社.1996.

[2]蔡啟林.探討計(jì)量收費(fèi)與改善系統(tǒng)水力工況.清華大學(xué).1998.