王 艷

山東兗州礦業(yè)集團南屯煤礦，山東 鄒城 273515

礦區(qū)集中供熱系統(tǒng)運行狀況測試分析及優(yōu)化方案的探討

王 艷

山東兗州礦業(yè)集團南屯煤礦，山東 鄒城 273515

在對礦集中供熱系統(tǒng)3個換熱站一、二次網(wǎng)供回水參數(shù)進行詳細熱平衡測試的基礎上，分析總結(jié)了其現(xiàn)狀、嚴重存在的冷熱不均問題。對各供熱小區(qū)單位面積熱耗進行詳細分析后，給出了優(yōu)化方案。

集中供熱；熱耗指標；循環(huán)水泵；節(jié)能

引言

該礦區(qū)現(xiàn)有的集中供熱系統(tǒng)電廠余熱供給一次高溫水熱源，自電廠一級網(wǎng)輸送至各二級水水換熱站，由二級站采用低溫水輸送至熱用戶。各供熱小區(qū)因流量分配不均，存在嚴重的冷熱不均問題等。筆者于2010-2011年供暖季對該礦區(qū)一次水管網(wǎng)及二次網(wǎng)側(cè)的參數(shù)進行了流量監(jiān)測，總結(jié)分析了供熱系統(tǒng)存在的一些問題，并對各供熱小區(qū)單位面積熱耗、二次網(wǎng)循環(huán)水泵的工作點進行了分析，為集中供熱系統(tǒng)優(yōu)化改造做了準備。

1 測試方法

對3個換熱站及各供熱小區(qū)進行了測試，用超聲波流量計測得了各換熱站一、二次網(wǎng)的流量；利用點溫計獲得了一、二次網(wǎng)的供回水溫度。通過現(xiàn)場勘查獲得了換熱站的具體情況，包括換熱器、循環(huán)水泵、補水泵等的型號、臺數(shù)、規(guī)格；除此之外，還對各供暖分支進行了流量監(jiān)測，以校對現(xiàn)用流量計的準確性，并對各供熱小區(qū)室內(nèi)采暖形式進行了分析。

2 集中供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)研分析

2.1 供熱小區(qū)面積及室內(nèi)采暖形式

集中供熱系統(tǒng)總供熱面積約45萬m2，整個供熱系統(tǒng)大部采用散熱器取暖，辦公樓、招待所、食堂采用中央空調(diào)。家屬區(qū)基本采用單管順流式系統(tǒng)，部分小區(qū)采用單管跨越式。

2.2 冷熱不均現(xiàn)象

筆者通過與換熱站工作人員及住戶的了解，發(fā)現(xiàn)熱用戶冷熱不均現(xiàn)象非常嚴重，有的住戶內(nèi)溫度達到26℃，而有的還不足16℃。出現(xiàn)此問題和幾個原因有關：一方面這和采用了上供下回單管串聯(lián)式的室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)有關，其實這種室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)本身沒什么問題，前提條件是不同層室內(nèi)散熱器片數(shù)選擇合理，還要供熱總熱量達到要求。但目前有很多樓五層住戶與一層住戶散熱器片數(shù)一樣，這也是導致頂層熱，底層不熱的原因之一。

2.3 供熱管網(wǎng)常見現(xiàn)象

各小區(qū)室外管網(wǎng)大量裸露，保溫損害嚴重，缺少維修保養(yǎng)。有些用戶發(fā)現(xiàn)散熱器溫度較低時，習慣性地對散熱器進行放水，這種現(xiàn)象在室外溫度較低時較明顯。

3 集中供熱系統(tǒng)存在的問題分析

3.1 大流量、小溫差運行

調(diào)研測試的3個換熱站中，一二次網(wǎng)供回水溫差普遍偏低，二次網(wǎng)溫差平均值為11℃左右，具體分布情況見下表1:

表1

從此表可以看出，一次水溫差低于100/70℃和30℃的設計標準，從而進一步影響了二次水的溫度和流量參數(shù)。另外3個換熱站3路分支二次網(wǎng)溫差在20℃以下，只有礦里換熱站二次網(wǎng)溫差在20℃以上。很顯然，一二次網(wǎng)目前都處于大流量、小溫差運行狀態(tài)。

3.2 存在嚴重冷熱不均現(xiàn)象

經(jīng)計算各換熱站各分支采暖指標匯總?cè)缦卤?：

表2

根據(jù)二次網(wǎng)的流量、供回水溫差，計算出各換熱站供熱小區(qū)單位面積熱耗。礦里換熱站高于熱耗指標55%以上，低于熱耗指標20%以上的小區(qū)共有3個分支。從整個測試結(jié)果看，整個管網(wǎng)存在較嚴重的冷熱不均現(xiàn)象。

3.3 輸配系統(tǒng)存在的問題

循環(huán)水泵選型過大循環(huán)水泵的額定揚程為61mH2O，額定流量為240 m3/h，配用功率為55kw，額定效率為75%，兩臺水泵并聯(lián)運行。根據(jù)公式計算得水泵實際運行效率約為58%。很顯然由于循環(huán)水泵的額定揚程遠大于實際所需，造成水泵工作點偏離高效點，直接導致水泵效率大幅度降低，管網(wǎng)處于大流量、小溫差運行，使得輸配系統(tǒng)的效率極大降低。

4 優(yōu)化方案

4.1 針對系統(tǒng)冷熱不均現(xiàn)象嚴重。根據(jù)測試的情況，可以看出，問題首先出在某些分支管路供應的總熱量滿足不了要求，因此，要解決此問題，首先保證各分支流量計計量準確性，根據(jù)分支所承擔的供熱面積合理分配二次水流量，以滿足熱負荷要求，同時每棟樓供暖主管安裝自力式流量控制閥，避免近端用戶截流，遠端用戶流量不足的現(xiàn)象，然后再計算各層的散熱器散熱片數(shù)是否和各層的熱負荷一致。如總負荷滿足了要求，還存在上熱下冷的問題，那一定是上層安裝了過多的散熱器片數(shù)，占用了下層的熱量?？梢韵朕k法減少上層住戶內(nèi)的散熱器片數(shù)。

4.2 建議調(diào)小一次循環(huán)水流量，升高一次水供回溫度，使其達到設計值100/70 °C。這樣才能提高二次水的溫度，為減小二次水的流量，提高二次水供回溫差。

4.3 建議加強供熱小區(qū)二級管網(wǎng)的連接密封，減少高溫二次水的泄漏，將會節(jié)約大量熱量和軟化水，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。

4.4 完善溫度、壓力、流量計等儀表的安裝，并對它們進行標定，使測量參數(shù)能準確反映實際運行工況。

4.5 完善自動監(jiān)測系統(tǒng)，制定供熱系統(tǒng)運行參數(shù)調(diào)節(jié)方案，根據(jù)室外溫度參數(shù)的變化，調(diào)節(jié)供暖效果。最好采用質(zhì)調(diào)節(jié)的方法，即通過調(diào)節(jié)供回水溫度，不改變流量，這樣調(diào)節(jié)簡單，節(jié)能效果顯著。在一次水管路上安裝二次水溫度控制器，這樣能夠根據(jù)氣溫的變化，調(diào)解進入板換的一次水流量從而達到調(diào)節(jié)二次水供回溫度，使其滿足用戶需要。如氣溫高了，就可以減少一次水的流量，從而減少用汽，節(jié)省運行費用。通過自動監(jiān)測，進行自動優(yōu)化，為運行人員調(diào)節(jié)參數(shù)提供指導。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.030