供熱區(qū)域分區(qū)分泵混水供熱研究

劉虎 陳華剛 余濤 （中石化中原油田供熱管理處，河南 濮陽 457001）

1 供熱現(xiàn)狀

衛(wèi)城供站總供熱面積29萬m2，最大供熱半徑約3.9KM，采用鍋爐房直供方式供熱，總循環(huán)水泵一臺(tái)，流量1000方，揚(yáng)程39米。工業(yè)區(qū)增壓泵一臺(tái)（距離熱源2.2KM），流量150方，揚(yáng)程25米循環(huán)泵。供熱區(qū)域的河?xùn)|區(qū)、平房區(qū)、工業(yè)區(qū)的熱負(fù)荷超過了直供管網(wǎng)所能提供熱負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，存在大面積的低溫區(qū)和末端不熱用戶。

2 供熱現(xiàn)狀分析

2.1 壓力損失

管道系統(tǒng)的水在流動(dòng)時(shí)遇到阻力而造成其壓力下降，通常將之簡(jiǎn)稱為壓降或壓損。衛(wèi)城供熱站當(dāng)前采用的是鍋爐房直供采暖，通過計(jì)算從循環(huán)泵出口至鍋爐房分水器處壓損高達(dá)210KPa，遠(yuǎn)超出了《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中80-150KPa的規(guī)定，直接影響了總循環(huán)水量，增加了電耗，導(dǎo)致總供熱量不能滿足供熱需求。

2.2 管網(wǎng)瓶頸的限制

原直供熱管網(wǎng)冬季運(yùn)行中，我們通過實(shí)測(cè)和計(jì)算機(jī)水力計(jì)算，發(fā)現(xiàn)河?xùn)|區(qū)DN300主干線流量634 m3/h，管線比摩阻高達(dá)190pa/m。DN200主干線流量在170 m3/h，管線比摩阻122pa/m。

3 供熱方式的研究

3.1 供熱方式的確定

現(xiàn)有管網(wǎng)輸送能力已達(dá)到飽和的狀態(tài)下上進(jìn)行調(diào)整，要保障平房區(qū)、工業(yè)區(qū)的末端的循環(huán)水量及供熱溫度，有兩種方案：一是原有的管網(wǎng)不進(jìn)行任何投資改造，僅在熱源河西鍋爐房更換一臺(tái)流量1400 m3/h，揚(yáng)程92米，配用功率為355-400KW/h的循環(huán)泵；二是采取混水直供方案，提供高溫水，設(shè)置混水泵，通過混水降溫方式向用戶供熱，以達(dá)到節(jié)能高效、投入小，收益高等目標(biāo)。

3.2 混水供熱的可行性

按照衛(wèi)城供熱站供熱管網(wǎng)的現(xiàn)狀和供熱管網(wǎng)水力計(jì)算，確定混水方式采用水泵供水加壓方式。

3.3 混水直供供熱的優(yōu)點(diǎn)

混水直供方式熱力外網(wǎng)的供回水溫差為25-40℃,通過混水來滿足二級(jí)網(wǎng)的循環(huán)流量,滿足用戶系統(tǒng)的需要。單純的直連方式與混水直連方式相比,在管徑、經(jīng)濟(jì)比摩阻相同的情況下,后者輸送的熱量遠(yuǎn)大于前者,因此混水直供方式供熱系統(tǒng)比單純直連方式供熱系統(tǒng)具有更大的供熱能力。

4 混水供熱實(shí)施的要點(diǎn)

4.1 供回水溫度的確定

熱源一級(jí)網(wǎng)主管徑為DN400,供熱面積29萬m2。改為混水直供供熱后,混水供熱一級(jí)網(wǎng)供回水溫度確定為80℃/50℃,這樣最大供熱負(fù)荷可達(dá)到31萬平方米。

4.2 熱源混水均壓管的確定

混水均壓管的功能是通過平衡一次供熱系統(tǒng)與二次采暖系統(tǒng)的壓力，分壓混水管最大的特點(diǎn)就是能保證一個(gè)定流量的系統(tǒng)和一個(gè)變流量的系統(tǒng)共同存在及運(yùn)行，有效保護(hù)獨(dú)立供熱設(shè)備的系統(tǒng)安全。

4.3 按平房區(qū)的格局，在平房區(qū)的中心位置設(shè)置混水站一座，根據(jù)單層建筑的供暖面積熱指標(biāo)為80-105W/m2為參考，且平房流量不易均衡的特性，將平房區(qū)分為五個(gè)小區(qū)域，各區(qū)域互不影響。熱量、流量可單獨(dú)控制。

4.4 運(yùn)行期，隨著實(shí)供負(fù)荷的逐步增加,可以通過加大混水一級(jí)網(wǎng)供回水溫差來增大供熱負(fù)荷。

4.5 二次網(wǎng)供、回水溫度仍按照65℃/50℃運(yùn)行。

5 混水站內(nèi)流程

混水連接的工藝流程圖見下圖：

混水工藝流程圖

6 混水方案運(yùn)行與調(diào)節(jié)

通過計(jì)算各區(qū)域理論流量分別為：平房區(qū)100m3/h（一次高溫水）；平房區(qū)230m3/h（二次網(wǎng)循環(huán)流量）；河西區(qū)230 m3/h；河?xùn)|區(qū)700m3/h（其中工業(yè)區(qū)220 m3/h）。冬季運(yùn)行時(shí)，我們根據(jù)各區(qū)域的建筑面積及建筑類型，利用超聲波流量?jī)x對(duì)各區(qū)域的流量進(jìn)行平衡調(diào)整，重點(diǎn)調(diào)整高、低溫水的混水比及流量。為了對(duì)混水熱網(wǎng)的控制調(diào)節(jié)，在每個(gè)區(qū)域的循環(huán)泵出口都安裝了壓力傳感器和溫度傳感器，起到聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控調(diào)節(jié)的目的。另外，我們使用便攜式超聲波流量測(cè)試儀、高精度電子壓力表等儀表隨時(shí)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

7 結(jié)語

供熱區(qū)域采用混水直供方式，在建設(shè)投資、運(yùn)行管理、維護(hù)費(fèi)等方面均有優(yōu)于傳統(tǒng)的鍋爐房直供供熱方式。混水系統(tǒng)與原有先進(jìn)的微機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控及采集系統(tǒng)連通后，充分發(fā)揮出了科技帶動(dòng)生產(chǎn)力的優(yōu)勢(shì)，供熱效率更高。通過三個(gè)采暖期混水直供系統(tǒng)運(yùn)行，供熱系統(tǒng)穩(wěn)定，供熱效果良好。

[1]王超前,劉學(xué)來.分布式變頻泵供熱系統(tǒng)的節(jié)能性分析[J].科技資訊，2012(10).

[2]楊海礁.利用水壓圖降低工程造價(jià)實(shí)例分析[J].區(qū)域供熱，2011(02).