集中供暖過程中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)與對策研究

尹 富 強(qiáng)

(太原市熱力公司，山西 太原 030000)

集中供暖過程中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)與對策研究

尹 富 強(qiáng)

(太原市熱力公司，山西 太原 030000)

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對集中供暖的要求不斷提高，也出現(xiàn)了很多問題，其中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)是最主要的一個(gè),研究解決供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的對策，以達(dá)到提高集中供暖效果，改善人民生活質(zhì)量的目標(biāo)。

集中供暖，供熱管網(wǎng)，水力失調(diào)

1 概述

在我國北方地區(qū)，由于冬季氣溫較低，必須進(jìn)行供暖以提高室內(nèi)溫度。近年來，對環(huán)境保護(hù)的呼聲愈來愈高，集中供暖已經(jīng)成為北方地區(qū)最主要的供暖形式。然而，由于城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對集中供暖的供熱管網(wǎng)提出了更高的要求，也出現(xiàn)了很多問題。集中供暖管網(wǎng)水力失調(diào)是其中最具代表性，危害較大的一個(gè)問題，文章著重從其定義、危害、成因和解決措施等方面進(jìn)行全面闡述，以求徹底解決此問題。

在進(jìn)行集中供暖的過程中，會出現(xiàn)熱量供應(yīng)不平衡的情況，即供熱公司實(shí)際向居民供暖的熱量與設(shè)計(jì)供暖的熱量不一致，使得居民供暖熱量出現(xiàn)差異，出現(xiàn)個(gè)別居民家中暖氣過熱，而個(gè)別居民家中暖氣熱量不足的情況。而造成這種情況的根本原因就是供暖管網(wǎng)的水力不均衡造成的，也就是我們所說的水力失調(diào)。

通常，供熱管網(wǎng)水力失調(diào)用水力失調(diào)度來表征，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

X=G/G0。

其中，X為水力失調(diào)度；G為實(shí)際流量，m3/h；G0為規(guī)定流量，m3/h。

集中供暖中出現(xiàn)管網(wǎng)水力失調(diào)問題，會使居民家中出現(xiàn)溫度過高或過低的不均衡現(xiàn)象，進(jìn)而提高居民的投訴量。同時(shí)，由于管網(wǎng)水力失調(diào)而帶來的維修費(fèi)用，會給供暖企業(yè)增加成本，造成了資金上的浪費(fèi)。

2 集中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的原因

2.1供熱管網(wǎng)循環(huán)水泵功率不足

在進(jìn)行集中供熱過程中，為了確保管路內(nèi)水的循環(huán)，往往需要使用很多循環(huán)水泵。如果供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中各循環(huán)水泵之間的流量或揚(yáng)程不相匹配時(shí)，會造成工作點(diǎn)偏離，進(jìn)而造成管網(wǎng)的水力狀況超出有效工作區(qū)間，最終導(dǎo)致水力失調(diào)。

2.2無法滿足用戶多樣化的要求

在集中供暖供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，通常把用戶看作是寬泛而均一狀態(tài)，忽略了用戶的多樣化。隨著城市集中供熱管網(wǎng)的不斷發(fā)展擴(kuò)展，用戶數(shù)量不斷增加，同時(shí)對熱量的使用方式發(fā)生了改變，造成供熱管路系統(tǒng)不斷出現(xiàn)很多新的情況。為了保證晉中供熱的正常進(jìn)行，必須對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。而對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后的再次分配，極易使管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)水力失衡，最終造成水力失調(diào)。

2.3集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一

現(xiàn)階段，大多數(shù)集中供熱多采用單管順序式管網(wǎng)，其供熱半徑過大，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，調(diào)節(jié)和控制困難。由于不能對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，造成供熱管網(wǎng)系統(tǒng)混亂無序，這是造成水力失調(diào)的最主要的原因。

2.4設(shè)計(jì)原因

集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中受到管道規(guī)格、最高流速、設(shè)備、材料等因素的影響，使整個(gè)系統(tǒng)不可能完全處于水力平衡狀態(tài)。我國很多城市集中供暖采用單管供暖系統(tǒng)，沒有調(diào)節(jié)設(shè)備，不能對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，造成水力失調(diào)。

2.5施工原因

選擇沒有資質(zhì)的施工單位，施工人員業(yè)務(wù)素質(zhì)低，缺乏專業(yè)的施工技術(shù)人員，施工中沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與圖紙進(jìn)行施工，擅自修改設(shè)計(jì)，改變集中供熱系統(tǒng)路徑，這些都會增大集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部阻力，最終造成水力失調(diào)。

3 供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的解決措施

3.1優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在對集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)將水力失調(diào)作為主要問題重點(diǎn)來考慮，優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中應(yīng)對供熱管道直徑、材料、設(shè)備和供熱最高流速等因素進(jìn)行全面分析，并進(jìn)行準(zhǔn)確的水力計(jì)算，力求準(zhǔn)確、全面的收集關(guān)鍵信息和數(shù)據(jù)。通過水力計(jì)算找出水力失調(diào)的原因，有針對性的采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。另外，循環(huán)水泵的設(shè)置尤為重要，要從整個(gè)管網(wǎng)的角度全面考慮，設(shè)置流量與揚(yáng)程相匹配的循環(huán)水泵，必要時(shí)設(shè)置功能水泵。總之，設(shè)計(jì)中應(yīng)全面考慮各方面因素對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的影響，采取措施有效預(yù)防水力失調(diào)問題。

3.2選擇雙管采暖系統(tǒng)

現(xiàn)階段，我國仍有部分城市小區(qū)內(nèi)采用單管順序式管網(wǎng)，由于其供熱半徑較大，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，調(diào)節(jié)和控制困難。而采用雙管采暖系統(tǒng)，可大大降低管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制難度，而且其擁有必備的調(diào)節(jié)功能。該系統(tǒng)內(nèi)配備有熱量計(jì)、流量控制閥或壓差控制閥，可采用熱量計(jì)—流量控制閥或熱量計(jì)—壓差控制閥兩種模式對管路系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，效果較單管順序式管網(wǎng)得到大幅度提升。大量實(shí)踐證明，在集中供暖中采用雙管采暖系統(tǒng)，可有效消除或降低剩余壓頭。然而，對于已有集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)來說，其本身如不具備調(diào)節(jié)功能，進(jìn)行管網(wǎng)改造需花費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用。

3.3選擇“大流量、小溫差”的運(yùn)行模式

“大流量、小溫差”的運(yùn)行模式主要是針對集中供熱管網(wǎng)中出現(xiàn)的個(gè)別用戶過熱或過冷的問題，其對溫度過低的用戶調(diào)節(jié)效果較好。所謂“大流量”就是增加供熱管網(wǎng)的流量，增加循環(huán)速度，使用戶得到更多的熱量，因此對溫度過低的用戶效果明顯，而對于溫度過高的用戶效果不佳。另外，循環(huán)速度加快將會浪費(fèi)更多的能源。因此，這種模式不能得到大范圍的推廣，只在特殊情形下被采用。

3.4增加系統(tǒng)自用壓頭的數(shù)量

集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調(diào)的一個(gè)主要原因就是系統(tǒng)循環(huán)能力不足，而這與循環(huán)水泵之間的流量與揚(yáng)程不相匹配直接相關(guān)。結(jié)合供熱管網(wǎng)實(shí)際的供熱循環(huán)問題進(jìn)行分析，應(yīng)采用大功率、大揚(yáng)程循環(huán)水泵來解決管網(wǎng)循環(huán)慢的問題。同時(shí)，采用大功率、大揚(yáng)程循環(huán)水泵也可以對整個(gè)集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，增大循環(huán)流量，提高循環(huán)效果，有效解決水力失調(diào)問題。

在增加集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)自用壓頭數(shù)量前，應(yīng)全面調(diào)查管網(wǎng)系統(tǒng)存在的問題及其準(zhǔn)確部位。應(yīng)該從用戶的需要出發(fā)，綜合考慮系統(tǒng)內(nèi)部阻力和熱量平衡的影響，合理選擇水泵的數(shù)量、功率和揚(yáng)程，以達(dá)到預(yù)期的供熱效果。對于過冷用戶，應(yīng)適當(dāng)增加自用壓頭，提高局部管網(wǎng)的供熱效率，提高用戶的供熱溫度，進(jìn)而解決水力失調(diào)問題。同時(shí)，也應(yīng)該控制不合理的加壓水泵，合理調(diào)整附加壓頭的數(shù)量和位置，力求使整個(gè)集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的水力達(dá)到平衡，防止出現(xiàn)水力失調(diào)的情況。

3.5對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)行改進(jìn)

集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式受到供暖地域、供暖區(qū)域、供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、供暖系統(tǒng)功能的影響。在運(yùn)行模式設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面因素的影響，并全面考慮用戶的需要，以預(yù)防和解決水力失調(diào)問題。

對集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)行改進(jìn)，可以有效提高其供熱效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。尤其對局部過熱或過冷用戶，運(yùn)行模式優(yōu)化后可有效解決以上問題，減少由于供熱溫度過高而造成的熱量損失，也提高了供熱溫度過低用戶的供熱溫度，最大限度的解決了水力失調(diào)問題，減少了熱量消耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

受多方面因素的影響，水力失調(diào)已成為集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)最常見的問題之一，造成了很多不好的影響，也造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，應(yīng)該從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理、管網(wǎng)改造等方面進(jìn)行綜合考慮，分析其存在的問題，有針對性的采取措施對水力失調(diào)問題進(jìn)行解決。實(shí)踐證明，采取有效措施預(yù)防和解決集中供暖供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調(diào)問題，可以減少用戶投訴，減少資源浪費(fèi)，大大提高社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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Studyonwaterdislocationandcountermeasureofheatingpipenetworkincentralheatingprocess

YinFuqiang

(TaiyuanHeatingPowerCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

With the continuous progress of urbanization, the requirements of central heating are improved, and many problems have arisen. The hydraulic imbalance of heating pipe network is the most important one. The article mainly studies the countermeasures to solve the hydraulic imbalance in the heating pipe network, so as to achieve the goal of improving the central heating effect and improving the quality of life of the people.

central heating, heating pipe network, hydraulic imbalance

1009-6825(2017)29-0130-03

2017-08-05

尹富強(qiáng)(1984- )，男，工程師

TU995.3

A