高宏山

【摘 要】探討了供熱系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化的原則，分析了二級管網(wǎng)供回水壓差、定壓壓力的取值范圍及定壓點位置的選擇。本文介紹了運行參數(shù)優(yōu)化后的供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)與設備改造方法，對熱網(wǎng)運行調(diào)節(jié)及設備改造中節(jié)能技術的應用進行分析闡述。

【關鍵詞】運行管理；二級管網(wǎng)；熱力站；節(jié)能技術應用

運行參數(shù)是供熱運行中重要的技術指標，參數(shù)的合理性直接關系到住宅小區(qū)供熱質(zhì)量和節(jié)能效果。從運行參數(shù)優(yōu)化人手，將運行參數(shù)優(yōu)化與熱網(wǎng)水力平衡有機地結合，可達到供熱節(jié)能效果。本文對供熱系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化與熱網(wǎng)運行調(diào)節(jié)及設備改造相結合的節(jié)能技術應用進行探討。

1.運行參數(shù)優(yōu)化的原則

不同設計單位對住宅小區(qū)熱網(wǎng)設計方案的選擇不同，尤其是對熱網(wǎng)管徑與系統(tǒng)阻力的匹配，由于考慮因素和每個設計者的思維方式的差異，易得到不同的設計成果。即使同一個設計方案，由不同施工單位實施，因各自的施工經(jīng)驗差異，施工成果及對以后運行管理產(chǎn)生的效果也會截然不同。一般情況下，在確定優(yōu)化運行參數(shù)時，首先要對供熱系統(tǒng)設計圖紙進行細致研究，估算系統(tǒng)總阻力。其次要對施工質(zhì)量進行評估，為修正系統(tǒng)總阻力提供依據(jù)。根據(jù)修正系統(tǒng)阻力，結合實際運行經(jīng)驗，確定合理的優(yōu)化運行參數(shù)，應遵循以下原則：保證供熱質(zhì)量穩(wěn)定、可靠；根據(jù)氣候條件特別是室外溫度等影響因素將一級管網(wǎng)、二級管網(wǎng)的供回水溫差控制在合理范圍內(nèi)；二級管網(wǎng)定壓壓力應保證運行時最不利端充滿水，并能將氣排凈；二級管網(wǎng)供、回水壓差應滿足系統(tǒng)運行時的最小值。

2.運行參數(shù)的優(yōu)化

在傳統(tǒng)的大流量、小溫差運行方式下，定壓壓力與系統(tǒng)供、回水壓差之間的相互影響并不明顯，主要原因為：在定壓壓力高時，資用壓頭分配較容易，便于熱網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)；在定壓壓力偏低時，系統(tǒng)壓差大可在一定范圍內(nèi)給予補償，從而削弱定壓壓力偏低對供熱系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。因此，無論是定壓壓力高還是低產(chǎn)生的影響，都將被供熱系統(tǒng)大流量運行所掩蓋。優(yōu)化運行參數(shù)的確定除遵循上述原則外，關鍵要考慮運行參數(shù)的合理匹配，這里的優(yōu)化運行參數(shù)主要包括二級管網(wǎng)供、回水壓差及二級管網(wǎng)定壓壓力。

2.1 二級管網(wǎng)供、回水壓差

二級管網(wǎng)供、回水壓差要滿足克服系統(tǒng)阻力的要求。循環(huán)泵消耗功率與供熱介質(zhì)體積流量的3次方變化趨勢一致，因此降低供熱介質(zhì)體積流量將極大降低循環(huán)泵電耗。這說明在考慮二級管網(wǎng)供、回水壓差時，優(yōu)先應確定系統(tǒng)的合理流量，以降低運行電耗。根據(jù)運行經(jīng)驗，單位建筑面積供熱介質(zhì)的質(zhì)量流量一般取2.0～2.5kg/（m2·h），具體取值要視供熱系統(tǒng)的熱力入口裝置、室內(nèi)供暖系統(tǒng)形式而定。筆者總結逾10年的住宅小區(qū)熱網(wǎng)運行經(jīng)驗，認為實現(xiàn)熱網(wǎng)水力平衡后，與合理流量相匹配的二級管網(wǎng)供、回水壓差為：單管順序式供暖系統(tǒng)宜取40～80kPa，按戶分環(huán)供暖系統(tǒng)宜取30～60kPa，傳統(tǒng)的垂直雙管供暖系統(tǒng)宜取60～80kPa。

2.2 二級管網(wǎng)定壓壓力

2.2.1定壓壓力的確定

定壓壓力的確定一般需要考慮以下4個因素：熱力站供熱半徑；熱網(wǎng)最高點高度及所在位置；供熱運行方式，即采用傳統(tǒng)的大流量、小溫差運行方式還是合理的大溫差運行方式，合理的大溫差運行方式指在不影響熱網(wǎng)水力平衡情況下，降低系統(tǒng)流量使二級管網(wǎng)供、回水溫差盡量拉大的運行方式；系統(tǒng)阻力。綜合考慮以上因素，定壓水頭一般確定為熱網(wǎng)最高點高度加5～10m。當熱力站供熱半徑小，系統(tǒng)阻力匹配合理，供熱運行方式采用傳統(tǒng)的大流量、小溫差運行時，定壓水頭一般取下限，反之取上限。

2.2.2定壓點位置的選擇

二級管網(wǎng)熱力站一般采用變頻補給水泵定壓，定壓壓力的確定與定壓點位置的選擇是否合理有關。定壓點可設在供熱系統(tǒng)總回水管上及補給水泵出口總管上。

若定壓點設在供熱系統(tǒng)總回水管上，應遠離循環(huán)泵進口，以保證為變頻補給水泵反饋穩(wěn)定、準確的壓力信號。若定壓點設在補給水泵出口總管上，由于定壓點與供熱系統(tǒng)回水管距離較長，且經(jīng)常管徑與補給水泵流量匹配不合理，導致補給水泵工作時，采集的定壓點壓力與供熱系統(tǒng)回水管上的壓力不一致，導致在補給水泵停止工作時，供熱系統(tǒng)回水壓力事實上未達到設定值，導致控制失真。這種情況常造成單管順序式供暖系統(tǒng)及傳統(tǒng)的垂直雙管供暖系統(tǒng)局部資用壓頭不足，按戶分環(huán)供暖系統(tǒng)的頂層用戶供熱質(zhì)量不穩(wěn)定。問題的解決方法為：在設定定壓點壓力上限時，將采集的定壓點壓力與供熱系統(tǒng)回水壓力進行比較，將二者之差與理論定壓壓力上限之和確定為定壓點壓力上限，并觀察實際供熱效果；加大補給水泵出口管直徑，降低阻力；將定壓點改到供熱系統(tǒng)總回水管上。

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)

在小高層建筑位于末端最不利位置的多層建筑與小高層建筑混合，且采用一套供熱系統(tǒng)的住宅小區(qū)，常出現(xiàn)水平水力失調(diào)，在低溫供熱時熱網(wǎng)最高點經(jīng)常積氣，但只要將積氣排除，供暖將恢復正常，這種情況反復出現(xiàn)，直到嚴寒期供水溫度提高后這種現(xiàn)象自然消失。這種現(xiàn)象的消失往往會被誤認為問題已得到解決，這實質(zhì)上是一種錯誤的認識。經(jīng)過對工程實例的分析，發(fā)現(xiàn)水溫的變化影響供熱效果。水溫變化導致水的密度發(fā)生了變化，當水溫提高后，水的密度降低，在相同的定壓壓力下，資用水頭隨水密度的降低而提高，從而解決了以上問題。因此，隨著二級管網(wǎng)供水溫度提高，供暖恢復正常的情況發(fā)生，掩蓋了供熱系統(tǒng)存在的水力失調(diào)和定壓壓力偏低的事實。

在供暖初期，如果出現(xiàn)每次排氣后，都會聽到熱網(wǎng)最高點處有流水響聲，就說明熱網(wǎng)定壓壓力偏低，供熱介質(zhì)循環(huán)有斷流現(xiàn)象產(chǎn)生。原因主要一是水力失調(diào)，資用壓頭在熱網(wǎng)近端被消耗；二是定壓壓力偏低。解決的辦法為，提高定壓水頭1～2m，如水流聲未消失，繼續(xù)提高定壓水頭，每次提高0.5～1.0m，直到水流聲消失為止。若水流聲消失后，供熱質(zhì)量仍未達標，此時應根據(jù)具體情況進行熱網(wǎng)水力調(diào)節(jié)，包括采取水平調(diào)節(jié)和垂直調(diào)節(jié)。水力平衡后，可適當降低定壓壓力，消除因水力失調(diào)而增加的定壓壓力，確保供熱系統(tǒng)在合理的壓力下運行。

綜上所述，定壓壓力應該是在供熱系統(tǒng)最不利的運行條件下，能滿足運行要求的最小壓力，即在供暖初期和末期均能滿足供熱運行要求的最小壓力。

3.2供熱系統(tǒng)的改造

結合運行參數(shù)的優(yōu)化，在解決熱網(wǎng)水平水力失調(diào)問題上，對于定流量系統(tǒng)，將差壓平衡閥改成自力式流量控制器；對于變流量系統(tǒng)，將差壓平衡閥改成可調(diào)式差壓平衡閥。通過改造不僅提高了供熱質(zhì)量，解決了管網(wǎng)水力失調(diào)問題，而且在供熱節(jié)能方面也取得了顯著成果。

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