談集中制水方式在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

武 修 源

(太原市熱力公司東山分公司，山西 太原 030001)

談集中制水方式在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

武 修 源

(太原市熱力公司東山分公司，山西 太原 030001)

通過對集中供熱補(bǔ)水系統(tǒng)設(shè)置、設(shè)備選擇和系統(tǒng)水質(zhì)要求進(jìn)行介紹，以某熱力公司為例，結(jié)合當(dāng)前采用各熱力站分散制水的現(xiàn)狀，分析了分散制水的不利因素，提出采用集中制水的方案，扼要概括了其優(yōu)勢、需要注意的事項(xiàng)及可采取的一些防范措施。

水質(zhì)要求，集中制水，優(yōu)勢，防范措施

1 集中供熱補(bǔ)水系統(tǒng)設(shè)置

1.1 補(bǔ)水系統(tǒng)組成

對于集中供熱系統(tǒng)分散制水模式，補(bǔ)水系統(tǒng)由補(bǔ)水泵、軟水箱和軟化設(shè)備組成。軟水箱用于儲備軟化水以提供足夠的軟水量；軟化設(shè)備通過樹脂交換將市政自來水中的鈣、鎂離子去除；補(bǔ)水泵為系統(tǒng)進(jìn)行注水及補(bǔ)水定壓。

1.2 補(bǔ)水設(shè)備選擇要求

1)補(bǔ)水泵選擇：補(bǔ)水泵流量根據(jù)補(bǔ)水量和事故補(bǔ)水量等因素確定，一般不小于供熱系統(tǒng)循環(huán)水量的2%，事故補(bǔ)水量不小于供熱系統(tǒng)循環(huán)水量的4%；補(bǔ)水泵一般設(shè)置為兩臺，互為連鎖，其中一臺備用；補(bǔ)水泵的揚(yáng)程為補(bǔ)水定壓點(diǎn)的壓力加0.03 MPa～0.05 MPa。

2)軟水箱一般設(shè)置為開式水箱，設(shè)置檢查口、溢流管、液位計(jì)和排污管等，設(shè)計(jì)水箱容量一般為正常小時(shí)補(bǔ)水量的4倍～5倍。

3)軟水設(shè)備一般采用鈉離子樹脂交換器，設(shè)置兩臺軟化罐，以在不影響補(bǔ)水的情況下進(jìn)行再生。軟水設(shè)備的容量按下式計(jì)算：

D=K(D1+D2)。

其中，D1為熱網(wǎng)漏水量，按系統(tǒng)水容量的1%考慮；D2為水處理系統(tǒng)自耗水量；K為富裕系數(shù)，取K=1.20。

1.3 補(bǔ)水系統(tǒng)的作用

1)向系統(tǒng)內(nèi)注水。各熱力站所供用戶庭院網(wǎng)因經(jīng)過一個(gè)停暖期的放置失水或用戶自行進(jìn)行庭院網(wǎng)改造維修等原因會導(dǎo)致管道內(nèi)水泄漏。因此，為滿足供熱需求，保證管網(wǎng)內(nèi)滿水且具備一定的壓力，需在供熱前向管網(wǎng)內(nèi)重新進(jìn)行注水，這就需要由設(shè)置在熱力站內(nèi)的補(bǔ)水系統(tǒng)裝置來完成。

2)定壓。為保證系統(tǒng)內(nèi)高溫?zé)崴粴饣?、不倒空，就需要管網(wǎng)系統(tǒng)持續(xù)保持一定的壓力，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，管網(wǎng)中的水會因?yàn)檎p耗或跑水事故等原因不同程度的有所損失，因此需對供熱系統(tǒng)設(shè)置定壓點(diǎn)，通過補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水以滿足壓力要求。

2 集中供熱系統(tǒng)水質(zhì)要求

2.1 水質(zhì)軟化意義

天然水中含有較多的雜質(zhì)，包括懸浮物、膠體和溶解物質(zhì)。市政自來水經(jīng)過處理后，大部分懸浮物和膠體被清除，但水中部分溶解鹽仍存在于水中。

若將其直接應(yīng)用于供熱系統(tǒng)會因?yàn)樗患訜岙a(chǎn)生大量水渣和水垢，水垢會附著在換熱器、管道及散熱器的內(nèi)壁，造成受熱面的換熱嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致熱能浪費(fèi)；同時(shí)內(nèi)壁結(jié)垢后會使水的流通截面減小，水循環(huán)的流動阻力增加，影響循環(huán)回路的正常工作。因此，需要對集中供熱系統(tǒng)中循環(huán)水進(jìn)行軟化處理。

2.2 軟化水水質(zhì)指標(biāo)

軟化水水質(zhì)是保證熱力系統(tǒng)良好運(yùn)行的基本條件，在實(shí)際操作中必須嚴(yán)格控制。根據(jù)熱力規(guī)范及所在熱力公司內(nèi)部管理規(guī)定，現(xiàn)行保證循環(huán)水不結(jié)垢的水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 現(xiàn)行保證循環(huán)水不結(jié)垢的水質(zhì)指標(biāo)表

3 集中供熱系統(tǒng)分散制水方式

3.1 分散制水

分散制水是指為滿足各熱力站庭院網(wǎng)注水及正常循環(huán)定壓補(bǔ)水要求，在各站內(nèi)安裝一套補(bǔ)水系統(tǒng)，分別設(shè)置一套軟化水制水設(shè)備，用于制備軟化水的制水方式。

3.2 分散制水的不利因素

分散制水需要在每個(gè)熱力站內(nèi)安裝一套軟化水制水設(shè)備，并需要安排人員值班，給投資、日常保養(yǎng)和管理等方面帶來諸多不利影響，具體歸納為以下幾點(diǎn)：

1)采取分散制水方式，每個(gè)熱力站制水人員能力和責(zé)任心不盡相同，易造成某一熱力站水質(zhì)不合格；2)對一個(gè)較大的集中供熱系統(tǒng)而言需要的人員較多，對日常管理工作提出了較高要求，管理工作繁瑣；3)每座熱力站設(shè)置一套軟化水制水設(shè)備，增加設(shè)備的初投資和日常保養(yǎng)費(fèi)用，提高了生產(chǎn)成本；4)隨著自控技術(shù)的日趨成熟，熱力站管理模式逐步向無人值守方向發(fā)展。采用人員巡視制水又難以保證水質(zhì)，往往會因?yàn)檠惨暡患皶r(shí)造成水質(zhì)超標(biāo)，不利于無人值守管理模式的開展。

除此之外，還存在水費(fèi)結(jié)算點(diǎn)較多、用水量難以控制、各熱力站用鹽采購等諸多方面的不利影響。

4 集中制水方案的提出

以某熱力公司實(shí)施集中制水為例進(jìn)行闡述說明。

4.1 基本概況

該熱力公司熱源為3臺64 MW燃煤鍋爐，負(fù)擔(dān)320萬m2供熱負(fù)荷，供熱區(qū)域內(nèi)共有熱力站48座，設(shè)置一補(bǔ)二熱力站23座；各站供熱負(fù)荷在0.5萬m2～30萬m2之間。

結(jié)合歷年采暖季實(shí)際補(bǔ)水量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，一次網(wǎng)及各熱力站實(shí)際補(bǔ)水量合計(jì)值平均為36 t/h。

現(xiàn)有一次網(wǎng)補(bǔ)水點(diǎn)兩處，軟化設(shè)備制水能力均為15 t/h，兩處補(bǔ)水點(diǎn)分別設(shè)置容水能力為600 t和200 t軟化水水池，可以滿足一次網(wǎng)及一補(bǔ)二熱力站日常及小事故的補(bǔ)水要求。

現(xiàn)擬將此供熱系統(tǒng)改造為集中制水管理模式，所有熱力站采用一補(bǔ)二補(bǔ)水定壓方式。

4.2 集中制水概念

集中制水是指改變原有的制水模式，所有熱力站均改為一補(bǔ)二系統(tǒng)(依靠一次網(wǎng)水進(jìn)行補(bǔ)水定壓)，設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)集中的制水點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)水，從而滿足各站生產(chǎn)用水的需求。

4.3 集中制水實(shí)施方案

在技術(shù)改造方面,為保證熱力站全部改為一補(bǔ)二熱力站后的補(bǔ)水需求，考慮市政自來水的供應(yīng)能力等因素，對補(bǔ)水點(diǎn)設(shè)置作如下改造：

1)適當(dāng)提高現(xiàn)有兩個(gè)制水點(diǎn)的制水能力，將原來軟化設(shè)備制水能力提高為30 t/h；

2)另外設(shè)置一個(gè)補(bǔ)水點(diǎn)，設(shè)計(jì)補(bǔ)水能力為25 t/h，新增設(shè)一座具備100 t儲水能力的軟化水箱;

3)聯(lián)系市政自來水公司對現(xiàn)有三個(gè)制水點(diǎn)自來水進(jìn)行擴(kuò)容。

在日常管理方面,依靠站內(nèi)可靠的自控設(shè)備進(jìn)行自動控制，輔助少量人員巡視，保證熱力站的運(yùn)行安全，三個(gè)制水補(bǔ)水點(diǎn)分別設(shè)置運(yùn)行人員倒班，進(jìn)行軟化水制備及補(bǔ)水；在熱力站內(nèi)安裝監(jiān)控?cái)z像頭，檢測熱力站大門及壓力等部位，并將信號遠(yuǎn)傳至中控室進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

4.4 集中制水點(diǎn)設(shè)備安裝示意圖

各集中制水點(diǎn)軟化水系統(tǒng)設(shè)備安裝示意圖見圖1。

4.5 集中制水方案優(yōu)勢

集中制水方案改變了原有管理模式，變分散管理為集中管理，使日常管理變得更為簡潔方便；減少了運(yùn)行人員數(shù)量；節(jié)約設(shè)備投資和日常維護(hù)保養(yǎng)量；有效保證了各熱力站補(bǔ)水水質(zhì)，避免了某一熱力站水質(zhì)超標(biāo)的情況發(fā)生。

4.6 集中制水經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)測算，實(shí)施集中制水方案改造后該公司可節(jié)約運(yùn)行人員96名，按1 500元/(人·月)的工資標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，每個(gè)采暖季可節(jié)約運(yùn)行成本72萬元；原有補(bǔ)水點(diǎn)改造及新增補(bǔ)水點(diǎn)設(shè)備安裝需新增投資100萬元，兩個(gè)采暖季即可初顯成效，收回投資成本實(shí)現(xiàn)節(jié)約。

5 集中制水方案不足及措施

5.1 集中制水方案存在的不足之處

采用集中制水方案后，在實(shí)際運(yùn)行中可能會面臨以下幾個(gè)方面的實(shí)際問題：

1)在供熱初期，對庭院網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)水時(shí)可能會發(fā)生多個(gè)熱力站同時(shí)補(bǔ)水造成集中制水點(diǎn)水量不夠用的情況；

2)當(dāng)發(fā)生失水現(xiàn)象時(shí)，全網(wǎng)所供熱力站較多，難以立即發(fā)現(xiàn)是哪一座熱力站所供庭院網(wǎng)發(fā)生了跑水事故；

3)事故補(bǔ)水點(diǎn)較多時(shí)，軟化水出水量難以維持較長時(shí)間；

4)制水點(diǎn)發(fā)生停水故障時(shí)，可能會因水量不足，導(dǎo)致大范圍熱力站停供，造成嚴(yán)重的供熱事故。

5.2 采取的技術(shù)措施

針對以上可能存在的安全隱患，提出技術(shù)以及管理措施如下：

1)對用戶實(shí)行分片管理，按片區(qū)劃分情況進(jìn)行有組織補(bǔ)水，認(rèn)真測算各個(gè)熱力站用戶所用補(bǔ)水量及所需補(bǔ)水時(shí)長，合理安排各用戶補(bǔ)水日期，逐片分站進(jìn)行注水。

2)在熱力站內(nèi)設(shè)置補(bǔ)水檢測報(bào)警裝置。對使用補(bǔ)水泵補(bǔ)水熱力站，檢測水箱水位和補(bǔ)水泵，水箱液位低于某一值或補(bǔ)水泵長時(shí)間補(bǔ)水不停時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動報(bào)警功能，提示值班人員，該站發(fā)生跑水事故。

3)關(guān)閉存在跑水事故熱力站的一次網(wǎng)閥門，關(guān)停該熱力站，盡可能減少事故造成影響的范圍。

4)加大其他制水補(bǔ)水點(diǎn)的補(bǔ)水量，或臨時(shí)設(shè)置新的制水補(bǔ)水點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)水替代任務(wù)。

6 結(jié)語

實(shí)行集中制水雖然存在它自身的一些不足，但相對于分散制水而言，它的優(yōu)勢也是顯而易見。隨著自控技術(shù)的逐漸成熟的不斷完善，集中制水方式在今后的集中供熱中會發(fā)揮越來越高效的作用。

[1] 王宇清.供熱工程[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2004.

[2] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊[M].北京:建筑工業(yè)出版社，2008.

Discussion on the application of water centralism ways in central heating system

Wu Xiuyuan

(DongshanBranch,TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030001,China)

Through the analysis on centralized heating water supply system setting, equipment selection and systems water quality requirements, taking a heating company as an example, combining with currently used water dispersion status in each thermal station, analyzed the unfavorable factors of water dispersion, put forward using the water centralism dispersion scheme, briefly reviewed the advantages and matters needing attention and some preventive measures could be taken.

water quality requirement, water centralism, advantage, prevention measure

2015-03-25

武修源(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)16-0128-03

TU995

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