集中供熱暖氣不熱的原因分析與解決方法

劉 欽

(唐山市熱力工程設(shè)計(jì)院 ，河北 唐山 063000)

集中供熱暖氣不熱的原因分析與解決方法

劉 欽

(唐山市熱力工程設(shè)計(jì)院 ，河北 唐山 063000)

暖氣不熱是每年冬季供熱過(guò)程中都會(huì)遇到的情況，甚至在社會(huì)上都會(huì)產(chǎn)生很大影響。供熱暖氣不熱既涉及設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理也涉及一次管網(wǎng)、二次管網(wǎng)、樓內(nèi)采暖系統(tǒng)等問(wèn)題，本文從理論和實(shí)踐的角度分析了實(shí)際運(yùn)行中，不同情況下集中供熱暖氣不熱出現(xiàn)的原因和解決的辦法。

糖葫蘆式二次管網(wǎng)；低溫大流量；暖氣不熱

前言

每年供熱時(shí)都會(huì)遇到熱用戶反映暖氣不熱的情況，而集中供熱出現(xiàn)暖氣不熱的原因很多。按時(shí)間分有設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理等幾方面的原因。按空間分有一次管網(wǎng)、二次管網(wǎng)、樓內(nèi)采暖系統(tǒng)等多方面的原因。如果處理不好就會(huì)給熱用戶帶來(lái)許多不便，會(huì)引起糾紛。本文就工作中遇到的有關(guān)熱用戶不熱的原因分析以及解決方法進(jìn)行了論述。

1.一次管網(wǎng)原因造成的不熱

1.1 一次管網(wǎng)實(shí)際熱負(fù)荷分布和城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)規(guī)劃或?qū)嶋H管網(wǎng)供熱能力分布嚴(yán)重不符造成的不熱。

近幾年，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)的建設(shè)發(fā)展，許多新樓盤(pán)如雨后春筍般拔地而起。而開(kāi)發(fā)商為了節(jié)約用地，新建小區(qū)容積率都比較大。各小區(qū)供熱負(fù)荷分布和前期城鎮(zhèn)供熱規(guī)劃設(shè)計(jì)負(fù)荷嚴(yán)重不符，許多新開(kāi)發(fā)小區(qū)大大超過(guò)原有市政供熱管網(wǎng)的供熱能力。另一方面有的供熱區(qū)域設(shè)計(jì)一次網(wǎng)管徑很大，但實(shí)際供熱負(fù)荷卻很小，這樣就對(duì)后期供熱管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)提出了挑戰(zhàn)。如果調(diào)節(jié)不好，就會(huì)造成一個(gè)或者多個(gè)小區(qū)熱用戶不熱。例如，唐山市興源道西支干線設(shè)計(jì)管徑為DN700，設(shè)計(jì)負(fù)荷為104MW，按熱指標(biāo)50W/m2，設(shè)計(jì)供熱面積為210萬(wàn)m2。而實(shí)際供熱面積達(dá)到285萬(wàn)m2。同時(shí)其他的支干線負(fù)荷多數(shù)不足，有的不到設(shè)計(jì)負(fù)荷的20%。這樣就需要在運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)一次管網(wǎng)來(lái)解決，但是要想根本解決該支干線供熱負(fù)荷偏大的問(wèn)題，最有效的方法是更新、加大該支干線管徑，或者有可能的話將該分支的部分熱力站接到附近別的支干線上。

1.2 一次管網(wǎng)水力失調(diào)，運(yùn)行調(diào)節(jié)不到位造成的不熱。

每年采暖季，熱力公司調(diào)度人員會(huì)根據(jù)各個(gè)熱力站的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和各站不熱戶的報(bào)修分布情況通過(guò)熱力站的自動(dòng)控制系統(tǒng)(壓差閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等)對(duì)各個(gè)熱力站的一次水量和熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是由于近端熱力站和遠(yuǎn)端熱力站的資用壓差相差太大，以及熱力站自控設(shè)備的調(diào)節(jié)能力有限和各個(gè)分公司、所、站的運(yùn)行人員本位主義造成的調(diào)度、協(xié)調(diào)、指揮困難。雖然大多數(shù)熱力站和熱用戶的不熱或低溫情況得以解決，還是會(huì)出現(xiàn)近端熱力站過(guò)熱，遠(yuǎn)端和最不利環(huán)路熱力站“吃不飽”的情況。一種解決方法是在個(gè)別遠(yuǎn)端和最不利環(huán)路熱力站里加裝回水加壓泵，但是這種方法對(duì)于該站附近的熱力站水力工況會(huì)造成破壞。會(huì)形成加回水加壓泵的站熱了，而離它最近的熱力站又出現(xiàn)不熱的結(jié)果。所以這種方法應(yīng)用要慎重，要經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算和分析。另一種解決辦法，可以充分利用國(guó)家對(duì)熱計(jì)量和節(jié)能改造的政策補(bǔ)貼，將低溫小區(qū)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫，降低熱用戶的熱負(fù)荷指標(biāo)，熱用戶室溫可以提高3-5度，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。推行國(guó)家按熱量收費(fèi)的政策，讓主動(dòng)節(jié)能(比如熱用戶對(duì)自己的房間做墻體保溫，加雙層真空玻璃窗等)、室內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)主動(dòng)關(guān)小閥門(mén)，這樣，對(duì)于末端其他低溫?zé)嵊脩舻慕鉀Q也是有幫助的，而不是現(xiàn)在很多熱用戶房間溫度高時(shí)就開(kāi)窗降溫，既浪費(fèi)能源，熱用戶還得不到實(shí)惠。

2.二次管網(wǎng)原因造成的不熱

2.1 二次管網(wǎng)先天性的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，水力工況不平衡

二次供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)最好是將熱力站設(shè)置于該站所供熱小區(qū)的中心，然后管網(wǎng)呈發(fā)散狀向四面輻射。二次管網(wǎng)最忌諱的是熱力站位于該供熱小區(qū)的一邊，而供熱管網(wǎng)像糖葫蘆一樣一直到最末端熱用戶，如下圖。這種情況下，二次管網(wǎng)末端熱用戶水力失調(diào)就會(huì)很大而且靠運(yùn)行調(diào)節(jié)手段很不容易解決。

我們知道公式△P=R·1·(1+α)

式中，△P——管道的總壓降，Pa； R——管道的比摩阻，Pa/m； l——管道的長(zhǎng)度，m； α——管道的局部阻力系數(shù)，一般的二次線取1.3至1.5。

看這個(gè)公式，管道的阻力△P與比摩阻R和管道的長(zhǎng)度l兩個(gè)參數(shù)有關(guān)。如果兩個(gè)樓的熱力管道長(zhǎng)度“l(fā)”相差很大，這時(shí)兩個(gè)樓的水力平衡就很困難。只有近端管道的比摩阻R足夠大兩個(gè)樓壓降才會(huì)接近相等，才會(huì)水力平衡。然而，這時(shí)調(diào)節(jié)閥附近管道就會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲，而且進(jìn)一步會(huì)造成管道的破壞。在阻力較小的分支加調(diào)節(jié)閥，相當(dāng)于增加該分支的比摩阻R，來(lái)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水力平衡之目的。但是加調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的方法會(huì)造成二次管網(wǎng)整體阻力增加，二次循環(huán)水泵的用電量大大增加。所以，最好是把熱力站布置在所供熱小區(qū)的中部。

對(duì)于“糖葫蘆式”的二次管網(wǎng)，末端用戶必然出現(xiàn)不熱情況。我們可以按照上圖對(duì)二次線進(jìn)行改造。將前端和后端用戶分為兩個(gè)系統(tǒng)，在原有近端系統(tǒng)加調(diào)節(jié)閥，遠(yuǎn)端用戶新敷設(shè)一條管線專供遠(yuǎn)端熱用戶。另外，如果條件容許，還可以在熱力站新加一套供熱系統(tǒng)(該系統(tǒng)包括換熱器、循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、除污器等)，供熱效果就更好了。

2.2 低溫大流量解決不熱戶的原理和缺陷

解決不熱戶的方法有很多。老運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采取低溫大流量的方法，我們分析低溫大流量之所以能夠解決二次線不平衡的問(wèn)題，原因如下：

我們知道公式△P=S·G2

在冬棚蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中不穩(wěn)定因素有很多，如氣候、天氣、水質(zhì)、底質(zhì)變化，苗種、管理等。如何保持穩(wěn)定，提高成活率？

式中，△P——管道的總壓降，Pa； S——管道的阻力特性數(shù)(簡(jiǎn)稱阻力數(shù))Pa/(kg/h)2；這個(gè)數(shù)值表示當(dāng)管道通過(guò)1kg/h水流量時(shí)的壓力損失值，是一個(gè)反映管道的管徑、長(zhǎng)度、閥門(mén)開(kāi)關(guān)程度等管道特性的參數(shù)；

G——管道的水流量，kg/h。

從此公式我們可以判斷出，當(dāng)近端過(guò)熱分支的水流量增加到2倍時(shí)，該分支管道的阻力就要變?yōu)樵瓉?lái)阻力的4倍。也就是說(shuō)當(dāng)近端分支的水量增加時(shí)，近端分支的管道阻力△P會(huì)呈二次冪增加，這就是二次管網(wǎng)水量“自我平衡作用”。但是這種方法會(huì)造成熱力站二次線循環(huán)水泵的耗電量大大增加。原因可以看下面水泵的電機(jī)容量N(kW)計(jì)算公式

N=KAρ·G·H102·η

式中，KA——電機(jī)容量安全系數(shù)； ρ——流體的密度，kg/m3； G——管道的水流量，kg/h； H——水泵的揚(yáng)程，也就是上式中的△P，m； η——水泵的效率，一般為0.5～0.8。

當(dāng)?shù)蜏卮罅髁繒r(shí)，由于水泵流量G的增加，二次線的整體壓降H也會(huì)增加，所以二次線循環(huán)水泵的耗電量N會(huì)呈三次冪地增加。而且，水泵的運(yùn)行性能曲線也會(huì)脫離高效區(qū)，使得水泵運(yùn)行工況進(jìn)一步惡化。

2.3 原來(lái)小鍋爐供熱納入集中供熱后，二次管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理

近幾年，在國(guó)家節(jié)能、環(huán)保政策下，很多原來(lái)小鍋爐納入了集中供熱。然而很多二次管網(wǎng)改造沒(méi)有經(jīng)過(guò)校核計(jì)算，管道連接隨意性大，導(dǎo)致新二次管網(wǎng)水力工況不合理。張家口市煤機(jī)小區(qū)，集中供熱改造后，熱源從一個(gè)地方搬到另一個(gè)地方就有幾棟樓不熱了，一直找不出原因，新?lián)Q熱站內(nèi)循環(huán)水泵的壓差達(dá)到了32米，距離不熱的樓房330米左右，正常來(lái)說(shuō)應(yīng)該沒(méi)有多大問(wèn)題。測(cè)量那幾棟樓的資用壓差都很小，只有1到1.5米，顯然滿足不了樓內(nèi)采暖系統(tǒng)的要求。仔細(xì)了解情況和分析原因后，發(fā)現(xiàn)是由于熱力站位置調(diào)整，原有二次管網(wǎng)末端變?yōu)楝F(xiàn)在的起端，管道管徑卻沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，前端管道管徑太小，造成該分支阻力太大。在當(dāng)年采暖季，給該分支臨時(shí)加裝了一臺(tái)回水加壓泵，暫時(shí)解決了那幾棟住宅樓熱用戶的供暖要求。停熱后，熱力公司對(duì)該二次管網(wǎng)重新設(shè)計(jì)、改造施工，徹底解決了該二次管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理問(wèn)題，達(dá)到了滿意的供熱效果。

2.4 閥門(mén)未全打開(kāi)、過(guò)濾器堵塞、閥芯脫落等問(wèn)題造成的不熱

由于我國(guó)的閥門(mén)生產(chǎn)質(zhì)量多數(shù)不過(guò)關(guān)，供熱企業(yè)采購(gòu)部門(mén)過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)性，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)閥門(mén)未全打開(kāi)、閥芯脫落等現(xiàn)象。觀察閥門(mén)前后的壓差，如果閥門(mén)前后壓差過(guò)大，就有可能是閥門(mén)未全打開(kāi)、閥芯脫落或者是過(guò)濾器堵塞(若有過(guò)濾器的話)。2010-2011年采暖季就遇到一次閥門(mén)堵塞的情況。該住宅樓1982年建成，5層兩個(gè)單元，2010年夏天分戶改造后變?yōu)閮蓚€(gè)DN50入戶，運(yùn)行一個(gè)月后不熱了，且其中一個(gè)單元更甚。剛開(kāi)始，我們認(rèn)為是老樓管道堵塞造成的不熱，所以安排維修人員對(duì)該樓進(jìn)行沖洗。具體地說(shuō)，就是先解開(kāi)回水法蘭，用供水沖，然后解開(kāi)供水法蘭用回水沖。沖洗后當(dāng)時(shí)供熱效果好了，但是過(guò)了幾天又不熱了。后來(lái)我們認(rèn)真對(duì)該樓供熱系統(tǒng)進(jìn)行了檢查分析，找到了問(wèn)題的原因是該樓調(diào)節(jié)閥的供回水方向裝反了，造成調(diào)節(jié)閥閥芯脫落，斜落在閥體承口上，而且還有一小塊塑料布也堵在該調(diào)節(jié)閥處。將堵塞物取出，重新安裝新調(diào)節(jié)閥后問(wèn)題解決了。

3.住宅樓內(nèi)采暖系統(tǒng)本身原因造成的不熱

3.1 氣堵

氣堵形成主要是由于管道安裝時(shí)，管道坡度方向不對(duì)或者放氣閥安裝不到位造成的。對(duì)于現(xiàn)在的機(jī)械循環(huán)供熱系統(tǒng)，安裝橫干管時(shí)，供水、回水均應(yīng)該坡向主立管，放氣閥應(yīng)位于管道最高處和下翻處。這樣，在供水管內(nèi)的氣體才可以順著水流排向最高點(diǎn)和下翻處的手動(dòng)或自動(dòng)放氣閥，回水可以順利流回主回水管。如果管道坡度安裝反了，供水管道和暖氣片的空氣就不容易排出，造成只有近端的暖氣片熱。這種情況可以通過(guò)改造供水管坡向，或在容易集氣的高處管道和暖氣片上安裝放氣閥解決。另外，運(yùn)行前或維修后樓內(nèi)管道注水時(shí)，供、回水順序搞反，也會(huì)導(dǎo)致氣堵的現(xiàn)象出現(xiàn)，所以必須遵循先送回水再送供水的順序進(jìn)行，減少氣堵現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 管道內(nèi)異物或其它堵塞

首先要分析和查找暖氣管堵塞的位置，對(duì)于分戶供暖的熱用戶，如果不熱的氣片所處的位置并不是最遠(yuǎn)處，坡度正常，用手摸可以感覺(jué)到有明顯溫差的地方就基本可以判定是堵塞的位置。有的暖氣片上安裝的截止閥，沒(méi)有按照水流方向安裝，使用幾年后截止閥閥蓋容易脫落，也會(huì)造成堵塞，影響采暖。

3.3 樓內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理

例如，有的樓采暖系統(tǒng)采用大同程式，同程式立管太多(有16個(gè)立管)，造成整個(gè)樓的室內(nèi)采暖系統(tǒng)的阻力比該小區(qū)其他樓的室內(nèi)采暖系統(tǒng)(其他樓多數(shù)是異程式)的阻力大很多。解決這種情況只有將原來(lái)的大同程式系統(tǒng)分成幾個(gè)小同程式系統(tǒng)或者小異程式系統(tǒng)，降低樓內(nèi)采暖系統(tǒng)的阻力。某地區(qū)有個(gè)別熱用戶的暖氣片沒(méi)有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)計(jì)算，暖氣片大小全樓一樣。顯然這些樓兩側(cè)、樓頂層房間的溫度會(huì)達(dá)不到要求。這種情況只有重新設(shè)計(jì)，在樓兩側(cè)邊室和頂層熱用戶增加暖氣片。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，城鎮(zhèn)集中供熱的發(fā)展，熱用戶對(duì)供熱質(zhì)量的要求會(huì)不斷提高。且集中供熱是一個(gè)大的系統(tǒng)，引起不熱的原因還有很多。這就需要我們工程技術(shù)人員不斷學(xué)習(xí)、與時(shí)俱進(jìn)，為熱用戶提供一個(gè)舒適的工作、生活環(huán)境。

[1]賀平，孫鋼等.供熱工程[J].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2009.

[2]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2007.

The Cause Analysis and Solution of Low Temperature of Central Heating System

LIU Qin
(Tangshan Heating Engineering Design Institute, Tangshan 063000, China)

The heating is low temperature will occur in the process of heating in winter every year, which even has a great impact in the society. Low tem perature heating system not only involves design, construction, operation management, but also involves the first pipe network, the secondary pipe network and building heating system. This paper, from the perspective of theory and practice, analyzes the causes and solutions of low temperature of central heating system in the actual operation under different conditions.

sugar-coated berry type secondary pipe network; low temperature high flow rate; low temperature heating system

2016-10-18

劉欽(1969- )，男，大學(xué)，唐山市熱力工程設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師，專業(yè)總工，研究方向：熱力工程。

TU995.1

A

1671-3974(2017)01-0059-03