試論供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中熱平衡技術(shù)研究和應(yīng)用

羅淑珍

（新疆吐哈油田礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部 839009）

減少供熱管網(wǎng)系統(tǒng)能耗意義重大，應(yīng)從設(shè)計(jì)和系統(tǒng)運(yùn)行本身充分考慮各種節(jié)能措施，采用水力平衡調(diào)節(jié)及專用智能儀表有效解決管網(wǎng)水力失調(diào)和熱力失調(diào)問(wèn)題，以有效地達(dá)到節(jié)能環(huán)保。

1 鄯善基地供熱管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

鄯善基地采暖管網(wǎng)北高南低，高低落差達(dá)51m，鍋爐房位于中部，供熱主管網(wǎng)沿南北方向布置，由地形高差引起的供熱系統(tǒng)定壓?jiǎn)栴}較難解決。高低兩端用戶由于供回水壓力差過(guò)小，循環(huán)流量不足。同時(shí)由于鄯善基地經(jīng)過(guò)多次改建擴(kuò)建，采暖管線分支眾多，未對(duì)整個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，供暖半徑不同，用戶之間循環(huán)流量差異很大，導(dǎo)致遠(yuǎn)端用戶室內(nèi)溫度偏低。

2 熱平衡方案的確定與實(shí)施

2.1 測(cè)溫統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)基地各供暖區(qū)域進(jìn)行測(cè)溫統(tǒng)計(jì)，對(duì)采暖期內(nèi)的四次測(cè)溫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，確定供暖溫度不達(dá)標(biāo)的區(qū)域。

2.2 管網(wǎng)水力計(jì)算

通過(guò)對(duì)主干分支管網(wǎng)流速計(jì)算分析，基地中間區(qū)域管道流速普遍較快，高低兩端流速不足中間區(qū)域的50%。

根據(jù)上述水力計(jì)算和測(cè)溫統(tǒng)計(jì)分析，確定采用分區(qū)供暖方式，達(dá)到供暖系統(tǒng)的整體水力平衡。將循環(huán)不利的錄測(cè)井區(qū)域分離出來(lái)作為單獨(dú)供暖區(qū)域，將與熱源地勢(shì)高著不大于5m，供暖半徑不大于0.8km的區(qū)域作為第二供暖區(qū)域。將與熱源地勢(shì)高差大于5m，供暖半徑大于0.8km的區(qū)域作為第三供暖區(qū)域。同時(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)不平衡部分進(jìn)行流量控制，達(dá)到整體平衡。

2.3 熱平衡方案的實(shí)施

2.3.1 將原有單一的供熱系統(tǒng)分成高、中、低三個(gè)供暖分區(qū)，將原有換熱站改建為三個(gè)換熱站，三個(gè)供暖區(qū)域分別定壓。三座換熱站分別作為三個(gè)供暖區(qū)域熱源，分別在由自的采暖循環(huán)泵提供循環(huán)動(dòng)力。在區(qū)域內(nèi)部水力不平衡位置加裝節(jié)流短管，增大部分區(qū)域流動(dòng)阻力，控制流量，解決區(qū)域內(nèi)部水力不平衡。

2.3.2 區(qū)域負(fù)荷計(jì)算

一級(jí)系統(tǒng)為熱源送出的高溫?zé)崴?，鍋爐的供回水溫度為125-75，二級(jí)系統(tǒng)為經(jīng)過(guò)換熱器間接加熱的低溫水系統(tǒng)。二級(jí)熱網(wǎng)供、回水溫度為90-65。根據(jù)此原測(cè)計(jì)算三個(gè)供暖分區(qū)所需熱負(fù)荷，循環(huán)泵功率及換熱器換換熱面積。

2.3.3 運(yùn)行方案

經(jīng)負(fù)荷計(jì)算基地總供熱負(fù)荷需求約為21.84MW左右，兩臺(tái)20t鍋爐的額定總功率為28MW完全可以滿足供熱需求，其余4臺(tái)蒸汽鍋爐可停用，作為備用和調(diào)峰鍋爐。

2.3.4 調(diào)節(jié)控制方式

鍋爐采用被動(dòng)調(diào)控方式。對(duì)新建改建換熱站加裝帶溫度補(bǔ)償?shù)奈C(jī)供熱調(diào)控系統(tǒng)。根據(jù)外界氣溫變化溫度補(bǔ)償微機(jī)控制系統(tǒng)控制一次網(wǎng)出口電磁閥動(dòng)作，進(jìn)而控制二次網(wǎng)溫度。鍋爐出水閥門根據(jù)不同供暖階段分為60%、80%、100%三個(gè)開(kāi)度，鍋爐出水溫度根據(jù)外界氣溫變化進(jìn)行相應(yīng)控制。

3 項(xiàng)目關(guān)健技術(shù)

3.1 分區(qū)供暖技術(shù)

對(duì)整個(gè)管網(wǎng)及分支管線進(jìn)行水力計(jì)算，確定每支沿途陰力損失，將沿途阻力損失相近的主管線劃入到一個(gè)區(qū)域內(nèi)，確保區(qū)域內(nèi)部主管線之間水力平衡。根據(jù)該分支管線建筑物類型和供暖面積確定所需供暖負(fù)荷，計(jì)算分支管線實(shí)際循環(huán)流量，確定該分支管線過(guò)剩循環(huán)流量，通過(guò)節(jié)流短管進(jìn)行流量控制。

3.2 溫度補(bǔ)償控制

對(duì)換熱器加裝帶溫度補(bǔ)償?shù)奈C(jī)供熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)所溫自動(dòng)調(diào)整一次網(wǎng)電磁閥開(kāi)度，控制二次網(wǎng)出口溫度，確保二次網(wǎng)水溫符合供暖需求。對(duì)現(xiàn)有二次水循環(huán)水泵加裝變頻調(diào)速裝置，利用自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方式節(jié)約能源消耗，對(duì)供熱系統(tǒng)實(shí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和量化管理，結(jié)合室外氣溫變化情況“看天供暖”實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)供、回水溫度，提高供熱效率，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

4 效果分析

動(dòng)力負(fù)荷：三個(gè)供暖區(qū)域供暖循環(huán)泵運(yùn)行總功率為175KW，相比改造前降低56%，采暖周期節(jié)電80.6萬(wàn)Kw·h。熱負(fù)荷：相比改造前降低4MW，一個(gè)供暖周期節(jié)約天然氣120萬(wàn)m3。節(jié)約費(fèi)用共計(jì)150.34萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，采暖系統(tǒng)熱平衡技術(shù)解決了水力循環(huán)問(wèn)題。為能最大限度地降低供熱能耗，提高供熱效率和經(jīng)濟(jì)效益，就必須在整個(gè)供暖期的全過(guò)程實(shí)施分階段變流量的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，合理降低供熱運(yùn)行的基本能耗。加大自動(dòng)化控制方面的研究，優(yōu)化管網(wǎng)運(yùn)行，整體提高系統(tǒng)熱效率和能耗指標(biāo)水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。

[1]張錫虎，張威嚴(yán) ，連通器和混水器在一二次水系統(tǒng)中的應(yīng)用.暖通空調(diào)，2005，35（11）：67-82

[2]羅伯特.珀蒂瓊著，楊國(guó)榮，胡仰耆，魏煒，方偉譯，全面水力平衡暖通空調(diào)水力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007

[3]李志，梁大為，陳瑞蓮等“基于線性系統(tǒng)理論的熱網(wǎng)平衡方法研究—用‘周期供熱量’調(diào)節(jié)熱網(wǎng)平衡”.《區(qū)域供熱》.2005年3期