浅析热网运行调节及设备改造中节能技术的应用

【摘 要】探讨了供热系统运行参数优化的原则，分析了二级管网供回水压差、定压压力的取值范围及定压点位置的选择。本文介绍了运行参数优化后的供热系统的运行调节与设备改造方法，对热网运行调节及设备改造中节能技术的应用进行分析阐述。

【关键词】运行管理；二级管网；热力站；节能技术应用

运行参数是供热运行中重要的技术指标，参数的合理性直接关系到住宅小区供热质量和节能效果。从运行参数优化人手，将运行参数优化与热网水力平衡有机地结合，可达到供热节能效果。本文对供热系统运行参数优化与热网运行调节及设备改造相结合的节能技术应用进行探讨。

1.运行参数优化的原则

不同设计单位对住宅小区热网设计方案的选择不同，尤其是对热网管径与系统阻力的匹配，由于考虑因素和每个设计者的思维方式的差异，易得到不同的设计成果。即使同一个设计方案，由不同施工单位实施，因各自的施工经验差异，施工成果及对以后运行管理产生的效果也会截然不同。一般情况下，在确定优化运行参数时，首先要对供热系统设计图纸进行细致研究，估算系统总阻力。其次要对施工质量进行评估，为修正系统总阻力提供依据。根据修正系统阻力，结合实际运行经验，确定合理的优化运行参数，应遵循以下原则：保证供热质量稳定、可靠；根据气候条件特别是室外温度等影响因素将一级管网、二级管网的供回水温差控制在合理范围内；二级管网定压压力应保证运行时最不利端充满水，并能将气排净；二级管网供、回水压差应满足系统运行时的最小值。

2.运行参数的优化

在传统的大流量、小温差运行方式下，定压压力与系统供、回水压差之间的相互影响并不明显，主要原因为：在定压压力高时，资用压头分配较容易，便于热网水力平衡调节；在定压压力偏低时，系统压差大可在一定范围内给予补偿，从而削弱定压压力偏低对供热系统产生的不利影响。因此，无论是定压压力高还是低产生的影响，都将被供热系统大流量运行所掩盖。优化运行参数的确定除遵循上述原则外，关键要考虑运行参数的合理匹配，这里的优化运行参数主要包括二级管网供、回水压差及二级管网定压压力。

2.1 二级管网供、回水压差

二级管网供、回水压差要满足克服系统阻力的要求。循环泵消耗功率与供热介质体积流量的3次方变化趋势一致，因此降低供热介质体积流量将极大降低循环泵电耗。这说明在考虑二级管网供、回水压差时，优先应确定系统的合理流量，以降低运行电耗。根据运行经验，单位建筑面积供热介质的质量流量一般取2.0～2.5kg/（m2・h），具体取值要视供热系统的热力入口装置、室内供暖系统形式而定。笔者总结逾10年的住宅小区热网运行经验，认为实现热网水力平衡后，与合理流量相匹配的二级管网供、回水压差为：单管顺序式供暖系统宜取40～80kPa，按户分环供暖系统宜取30～60kPa，传统的垂直双管供暖系统宜取60～80kPa。

2.2 二级管网定压压力

2.2.1定压压力的确定

定压压力的确定一般需要考虑以下4个因素：热力站供热半径；热网最高点高度及所在位置；供热运行方式，即采用传统的大流量、小温差运行方式还是合理的大温差运行方式，合理的大温差运行方式指在不影响热网水力平衡情况下，降低系统流量使二级管网供、回水温差尽量拉大的运行方式；系统阻力。综合考虑以上因素，定压水头一般确定为热网最高点高度加5～10m。当热力站供热半径小，系统阻力匹配合理，供热运行方式采用传统的大流量、小温差运行时，定压水头一般取下限，反之取上限。

2.2.2定压点位置的选择

二级管网热力站一般采用变频补给水泵定压，定压压力的确定与定压点位置的选择是否合理有关。定压点可设在供热系统总回水管上及补给水泵出口总管上。

若定压点设在供热系统总回水管上，应远离循环泵进口，以保证为变频补给水泵反馈稳定、准确的压力信号。若定压点设在补给水泵出口总管上，由于定压点与供热系统回水管距离较长，且经常管径与补给水泵流量匹配不合理，导致补给水泵工作时，采集的定压点压力与供热系统回水管上的压力不一致，导致在补给水泵停止工作时，供热系统回水压力事实上未达到设定值，导致控制失真。这种情况常造成单管顺序式供暖系统及传统的垂直双管供暖系统局部资用压头不足，按户分环供暖系统的顶层用户供热质量不稳定。问题的解决方法为：在设定定压点压力上限时，将采集的定压点压力与供热系统回水压力进行比较，将二者之差与理论定压压力上限之和确定为定压点压力上限，并观察实际供热效果；加大补给水泵出口管直径，降低阻力；将定压点改到供热系统总回水管上。

3.供热系统的运行调节与改造

3.1供热系统的运行调节

在小高层建筑位于末端最不利位置的多层建筑与小高层建筑混合，且采用一套供热系统的住宅小区，常出现水平水力失调，在低温供热时热网最高点经常积气，但只要将积气排除，供暖将恢复正常，这种情况反复出现，直到严寒期供水温度提高后这种现象自然消失。这种现象的消失往往会被误认为问题已得到解决，这实质上是一种错误的认识。经过对工程实例的分析，发现水温的变化影响供热效果。水温变化导致水的密度发生了变化，当水温提高后，水的密度降低，在相同的定压压力下，资用水头随水密度的降低而提高，从而解决了以上问题。因此，随着二级管网供水温度提高，供暖恢复正常的情况发生，掩盖了供热系统存在的水力失调和定压压力偏低的事实。

在供暖初期，如果出现每次排气后，都会听到热网最高点处有流水响声，就说明热网定压压力偏低，供热介质循环有断流现象产生。原因主要一是水力失调，资用压头在热网近端被消耗；二是定压压力偏低。解决的办法为，提高定压水头1～2m，如水流声未消失，继续提高定压水头，每次提高0.5～1.0m，直到水流声消失为止。若水流声消失后，供热质量仍未达标，此时应根据具体情况进行热网水力调节，包括采取水平调节和垂直调节。水力平衡后，可适当降低定压压力，消除因水力失调而增加的定压压力，确保供热系统在合理的压力下运行。

综上所述，定压压力应该是在供热系统最不利的运行条件下，能满足运行要求的最小压力，即在供暖初期和末期均能满足供热运行要求的最小压力。

3.2供热系统的改造

结合运行参数的优化，在解决热网水平水力失调问题上，对于定流量系统，将差压平衡阀改成自力式流量控制器；对于变流量系统，将差压平衡阀改成可调式差压平衡阀。通过改造不仅提高了供热质量，解决了管网水力失调问题，而且在供热节能方面也取得了显著成果。

【参考文献】

[1]蒋红斌.浅析城市供热节能技术措施[J].节能，2006，（07）.

[2]郑茂林.变频调速技术的应用促进节能减排[J].工业技术，2010（04）.

[3]石兆玉，杨德敏等.集中供热优化节能自动控制系统的特点[J].区域供热，2007，（06）.

[4]张洪彦，唐文强等.供热系统的运行参数优化与调节改造[J].煤气与动力，2007，（08）.