探討熱網(wǎng)運行調(diào)節(jié)及設(shè)備改造中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

劉忠貞

（太原市熱力集團有限責(zé)任公司，山西 太原 030001）

在供熱運行管理環(huán)節(jié)中，運行參數(shù)是極為重要的，也是管控的重點，只有保證運行參數(shù)符合合理性的要求，才能保證住宅小區(qū)內(nèi)供熱質(zhì)量合格，給人們提供高水平的供熱服務(wù)。

1 運行參數(shù)優(yōu)化的原則

不同設(shè)計的單位在進行住宅小區(qū)熱網(wǎng)設(shè)計中，方案是不同的，特別是在熱網(wǎng)管徑與系統(tǒng)壓力方面的設(shè)計，因為其分析的因素不同，各個設(shè)計人員的素質(zhì)、專業(yè)水平也有明顯的差異，所以出現(xiàn)了不同設(shè)計結(jié)果。即使是相同的設(shè)計方案，不同單位進行施工，經(jīng)驗、人力、資金等不同也會導(dǎo)致不同的結(jié)果，給后續(xù)的運行管理產(chǎn)生迥異的效果。從實際情況分析，運行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)，首先需要對于供熱系統(tǒng)設(shè)計方案做出全面深入的分析，然后計算確定系統(tǒng)運行的總阻力參數(shù)。其次是對于該項目的質(zhì)量做出詳細的評估分析，然后實現(xiàn)系統(tǒng)總阻力的參數(shù)分析控制，結(jié)合實際的系統(tǒng)運行需要做出總阻力參數(shù)的修正處理。經(jīng)過總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，確保運行參數(shù)滿足要求，然后按照如下原則進行施工：確保各個供熱運行的質(zhì)量滿足要求，按照氣候條件、當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境最低溫度等方面的因素確定各級管網(wǎng)中的供回水的壓力差，確保符合供熱的要求；二級管網(wǎng)在運行壓力設(shè)計中，應(yīng)該保證各個位置上的管道內(nèi)都是充滿水的狀態(tài)，同時內(nèi)部不會有氣體存在，確保系統(tǒng)運行壓力參數(shù)值滿足要求［1］。

2 運行參數(shù)的優(yōu)化

從以往的設(shè)計理念和要求分析之下，發(fā)現(xiàn)其主要的方式就是大流量、小溫差的系統(tǒng)設(shè)計形式，規(guī)定了具體的壓力和系統(tǒng)供、回水壓力中的影響相對是比較小的，這是因為如果設(shè)定的定壓力是比較大的，所采用的壓頭分配時比較容易實現(xiàn)的，可以根據(jù)要求做好熱網(wǎng)水壓的調(diào)整，達到平衡性的要求；如果設(shè)定的定壓壓力相對較小，在系統(tǒng)壓差很大的情況可以根據(jù)需要作出必要的調(diào)節(jié)和補償，但是這種情況之下容易造成供熱系統(tǒng)運行不合理的情況存在。因此，需要合理的設(shè)定定壓壓力，因為偏高或者偏低都會導(dǎo)致系統(tǒng)運行質(zhì)量不足，需要保證各個運行參數(shù)達到合理性的要求。

2.1 二級管網(wǎng)供、同水壓差

二級管網(wǎng)供、回水壓差應(yīng)該能夠符合當(dāng)前的系統(tǒng)運行阻力的規(guī)定標準，確保管道內(nèi)壓力的通行符合實際使用的要求。循環(huán)泵內(nèi)的消耗功率與供熱介質(zhì)體積流量的3次方變化是相同的，所以可以利用減少內(nèi)部的體積流量可以有效的降低循環(huán)泵能耗量。這就表示在系統(tǒng)進行二級管網(wǎng)供、回水壓差設(shè)定環(huán)節(jié)，最好是結(jié)合系統(tǒng)的運行情況設(shè)定最佳流量參數(shù)，保證電能消耗控制在合理的范圍內(nèi)，結(jié)合當(dāng)前的實際情況，具體參數(shù)的計算根據(jù)供熱系統(tǒng)的運行熱力入口裝置、室內(nèi)供暖系統(tǒng)中的標準形式作出合理的計算分析。經(jīng)過多年經(jīng)驗總結(jié)和分析，住宅小區(qū)內(nèi)熱網(wǎng)在運行中，保證其水力達到平衡性的要求之后，合理的進行流量的分配可以保證供、回水的壓力滿足標準的要求，單管供應(yīng)系統(tǒng)最佳為40～80kPa，根據(jù)戶進行供應(yīng)的系統(tǒng)為30～60kPa［2］。

2.2 二級管網(wǎng)定壓壓力

1）定壓壓力的確定，定壓壓力參數(shù)在設(shè)定的過程中，要從下述幾個方面出發(fā)進行考慮分析：熱力站的供應(yīng)半徑參數(shù)；熱網(wǎng)最高點的高度與相應(yīng)的設(shè)定位置；供熱運行系統(tǒng)形式。根據(jù)實際運行的需要，可以選擇使用大流量、小溫差的方式來進行供應(yīng)，也可以按照實際情況采用大溫差的方式，無論選擇哪一種方式，都以達到系統(tǒng)供應(yīng)平衡為合格的標準。如果是大溫差的形式，在不會給系統(tǒng)壓力產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)條件之下，適當(dāng)?shù)臏p小二級管網(wǎng)供、回水溫度以拉大溫差，可以有效的減小阻力。分析這些因素之后，定壓水頭通常應(yīng)該做出高度的調(diào)節(jié)，以滿足實際的運行需要。

2）定壓點位置的選擇，二級管網(wǎng)熱力站通常情況下會安裝使用變頻補給水泵定壓的方法，其壓力的設(shè)定要和具體的定壓點設(shè)定的位置進行控制，保證其達到合理性的要求。定壓電通?？梢圆贾迷诠嵯到y(tǒng)總回水管道與補給水泵出口總管的位置上。如果設(shè)定在總回水管上，與循環(huán)泵進口的間隔距離比較大，優(yōu)勢就是能夠使得水泵運行更加穩(wěn)定，壓力效果也比較明顯。如果根據(jù)需要設(shè)定在補給水泵出口總管的位置上，因為定壓點與供熱系統(tǒng)回水管中的設(shè)定間隔距離比較長，并且和已經(jīng)設(shè)定的管道直徑與補給水管的設(shè)定難以達到配合度的要求，造成補給水泵的運行環(huán)節(jié)定壓壓力和系統(tǒng)回水管的壓力存在著明顯的不同，在停止工作之后也不能達到規(guī)定的設(shè)定參數(shù)，無法完成系統(tǒng)控制要求。這一問題的產(chǎn)生，極易使得單管的結(jié)構(gòu)供熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)垂直雙管的方法對比來說，壓力不能達到標準的要求，經(jīng)過對比分析定壓壓力與回水壓力之間的差距比較明顯，超出了規(guī)定的要求，供熱效果難以達到標準要求?？梢愿鶕?jù)需要適當(dāng)?shù)脑龃蠊軓匠叽纾梢杂行У臏p小管道內(nèi)部壓力，并且需要將定壓點設(shè)定在總回水管的位置上。

3 供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)與改造

3.1 供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)

如果建筑項目的形式為小高層的形式，那么在該建筑中的最末端的位置上會存在多層建筑與小高層建筑相混合的情況存在，并且選擇使用相同一套供熱系統(tǒng)之下建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，極易導(dǎo)致水平水力不合理的情況，供熱系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生氣體淤積的問題，只要是把氣體排放出去，就能夠達到供暖的要求，如果這一問題持續(xù)發(fā)生，可以通過有效的提升供水溫度的方式以消除這一問題。該問題的消除僅僅是表面上的，而實質(zhì)上依然存在。從工程案例分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水溫變化極易導(dǎo)致供暖質(zhì)量的變化。水溫變化出現(xiàn)水密度變化，在水溫升高后，水的密度會下降。如果設(shè)定的定壓壓力是一致的，此時的水頭會因為水的密度下降而逐步的升高，就可以消除上述的問題。因此，二級管網(wǎng)供水溫度上升，供暖也會達到正常的標準，也就能夠掩蓋了供熱系統(tǒng)內(nèi)水利失調(diào)、定壓壓力不足等方面的問題。供暖剛開始的階段，進行系統(tǒng)排氣處理后，依然會在最高點檢查確定存在流水響聲，這就表示壓力相對較小。供熱介質(zhì)容易產(chǎn)生斷流的問題，其一是由于水利失調(diào)的問題，壓頭在熱網(wǎng)近端被快速的消耗掉；其二是定壓壓力不足。處理措施如下：適當(dāng)?shù)脑龃蠖▔核^，比如1.2m，如果發(fā)現(xiàn)水流響聲依然存在，應(yīng)該再次提升水頭，每次提升0.5－1.0m，直到最終響聲不會再出現(xiàn)。如果響聲小時之后，供熱效果依然不合格，需要進行熱網(wǎng)水力調(diào)節(jié)處理，可以采取水平、垂直等方式的調(diào)節(jié)。水力達到平衡的標準后，就可以做好壓力的調(diào)整，確保系統(tǒng)運行滿足要求?？傊▔簤毫?yīng)該合理的設(shè)定，滿足供熱系統(tǒng)運行最小壓力的標準，達到系統(tǒng)運行的要求。

3.2 供熱系統(tǒng)的改造

綜合分析運行參數(shù)優(yōu)化方面，能夠有效的解決和處理熱網(wǎng)水平失調(diào)的缺陷問題，保證流量符合系統(tǒng)的要求，壓差達到要求，可以進行系統(tǒng)改造處理，比如設(shè)置流量控制器裝置；如果系統(tǒng)為變流量的形式，可以將差壓平衡閥改變成為可調(diào)式的壓差平衡閥裝置。經(jīng)過改進處理，使得供熱質(zhì)量得到有效的提升，防止發(fā)生水力失調(diào)的缺陷，讓供熱效果更好。

3.3 熱源的節(jié)能改造

熱源改造就是為了能夠保證鍋爐的運行效率合格，降低能耗、提高供熱質(zhì)量，一般都是在運營時間超長的供熱系統(tǒng)中實施，綜合分析多個因素選擇合適的改造方案，具體內(nèi)容如下：

1）根據(jù)需要進行鍋爐房的煤改氣設(shè)計，應(yīng)用天然氣取代傳統(tǒng)煤炭作為鍋爐的燃料，可以提高資源利用率，還能夠降低環(huán)境污染問題；按照熱負荷的方法做好室內(nèi)外溫度調(diào)劑恩，綜合分析未來供熱系統(tǒng)的運行情況，最終選擇使用5臺14MW 燃氣熱水鍋爐；

2）根據(jù)需要安裝抽風(fēng)系統(tǒng)，保證運行效果合格，且鍋爐都要安裝各自的煙囪，然后還要有熱量回收系統(tǒng)，保證其可以再次利用；

3）設(shè)定鍋爐循環(huán)水泵與補水泵，然后就是安裝變頻控制系統(tǒng)，提高能耗節(jié)約效果。

3.4 室外管網(wǎng)節(jié)能改造措施

措施一：改變水力運行條件

對于管道直徑不合理、內(nèi)部流動速度不合格的管網(wǎng)做出再次條件，要符合下述標準要求：

1）設(shè)計過程中先采用符合管網(wǎng)運行要求的干管徑數(shù)據(jù)，通常應(yīng)該以經(jīng)濟性最高的摩阻參數(shù)為合格的標準，即30－70Pa／m；

2）其他各個管徑的選擇也非常的重要，保證壓力滿足系統(tǒng)運行要求，管網(wǎng)流速要控制在3.5m／s以下。管道的比摩阻應(yīng)該控制在300Pa／m以下；

3）二級管網(wǎng)熱力入戶之前根據(jù)要求進行壓差參數(shù)的設(shè)定，結(jié)合實際情況確定合適的總壓力損失數(shù)據(jù)，然后就是做好各個老舊小區(qū)的改造處理，可以根據(jù)50KPa計算。

措施二：在系統(tǒng)內(nèi)安裝水利平衡部件，保證內(nèi)部水力達到平衡標準，確保水力數(shù)據(jù)合格，設(shè)計遵循如下原則：

1）管網(wǎng)選擇不同調(diào)節(jié)的方法，保證水利平衡系統(tǒng)發(fā)揮出重要的作用，重點是進行流量的調(diào)整，壓差控制閥滿足工程的要求；

2）在系統(tǒng)內(nèi)安裝自力式流量控制閥以保證內(nèi)部流量達到系統(tǒng)運行的要求，因為其結(jié)構(gòu)較為特殊，所以容易產(chǎn)生堵塞的問題，應(yīng)該設(shè)置必要的除污器裝置。

措施三：采用直埋敷設(shè)方式

管網(wǎng)節(jié)能改造設(shè)置最好采用直埋的形式，根據(jù)要求做好管道的鋪設(shè)方式選擇，保證施工方便、維修方便等。因為二級管網(wǎng)運行的溫度較低，通過直埋的方法可以在改造中不會過多的設(shè)置補償器裝置，甚至完全不使用該結(jié)構(gòu)，利用管道彎頭補償就能滿足要求，還能夠降低施工成本，縮短工期，效果非常好。

4 結(jié)語

綜合以上分析，在熱網(wǎng)運行調(diào)節(jié)與設(shè)備改造的環(huán)節(jié)中，通過節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能夠達到調(diào)節(jié)參數(shù)要求。因此，在節(jié)能節(jié)水應(yīng)用方面，需要從被改造系統(tǒng)出發(fā)在了解調(diào)節(jié)改造需求基礎(chǔ)上，全面性的做好節(jié)能優(yōu)化控制，以保證系統(tǒng)的運行滿足節(jié)能需求。