低温循环水直接供热系统高区增压方案分析

【摘要】本文结合某工程设计实例，对采用低温循环水直接供热系统运用的高区增压解决方案，进行描述、分析。

【关键词】低温循环水供热直接供热 高区增压

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

前言

低温循环水供热，是利用凝汽式汽轮机组低真空运行排汽凝结时放出的热量向外供热,该种供热方式是将凝汽器中乏汽的压力提高,即降低凝汽器的真空度,提高冷却水温,将凝汽器改为供热系统的热网加热设备,冷却水直接用作热网的循环水。低温循环水供热的一个重要特点是供回水温差小，循环水流量大，众多供热系统在运行中，供回水的温度为65/50℃，甚至部分供热系统供回水温度小于10℃温差。由于低温循环水供热系统供水温度较低，小区换热站若采用换热器间接换热效果较差，通常采用直接供热方式供热，因此低温循环水供热工程实践中众多的换热站实际作用为分配站。

随着社会的发展, 高层建筑在城市中也越来越多,由此采用低温循环水直接供热的工程实践中，面对高区供热工程的问题也就越来越多。由于低温循环水直供系统的提供的供回水压力为市政管网的供回水压力，供水压力经常不能满足小区高区供热系统所需的压力，使高区采暖系统与市政管网提供的低压低温热网相接问题成为一个难题。从技术上分析, 高层建筑供热增压的方式有多种方式, 本文结合一个应用实例做简要分析、说明。

图1高区增压供热系统图

以泰安某小区分配站为例（见图1），来阐述低温循环水高区加压供热系统的一种形式。该小区有三栋楼高层建筑组成，每栋楼有24层，1-12层为供热系统低区，13-24层为供热系统高区，高区供热面积约为2.0万m2，低区供热面积为2.0万m2，市政低温循环水供热管网提供的供水压力为0.6MPa。该工程在设计过程中主要是遇到以下几个问题需要解决。

高区供水增压问题

由于高区建筑物高度较高，低温循环水管网所能提供的外网压力不足，所以需要一套增压设备以提高供水压力，而热水网最常用的增压设备就是水泵。选择采用水泵增压的关键问题是确定水泵需要提升扬程的大小，这个问题直接影响到增压泵的选型，流量可以根据热负荷来确定（本工程选80t/h），下面的问题是确定增压水泵的扬程。

高区用户系统所需要的压力应当具备将供水提升到相关高度并能克服室外管网损失及室内系统网路损失的能力。低温循环水直供管网本身可以提供一定的资用压力（0.6MPa），高区供热系统所需的压力扣除掉这部分压力便是水泵需要提供的扬程，同时选择水泵时还须考虑富余量。则增压泵扬程计算公式为：

H = H1＋P1＋P2＋Pf－H2

H—水泵扬程,mH20;

H1—达到建筑物最高采暖高度所需压力,mH20;

H2—市政管网提供的供水压力,mH20;

P1—室内系统压力损失,一般取 3～5mH20；

P2—室外管道系统压力损失, 视情况而定，mH20;

Pf—富余量, 一般取3～5mH20；

根据以上公式最后确定水泵扬程：24（层数）×3（层高）＋2（室外管道系统压力损失）＋5（室内系统压力损失）＋3（富余量）＝22mH20。

增压水泵的型号可以据此选择，但是增压问题还没有结束，增压水泵只是解决了，能否提供足够压力的问题，还需要保证高区供水的压力稳定。本工程采用的方式是利用压力变送器与水泵联动，水泵采用变频调速相结合的方式来实现，控制水泵出口压力维持在0.8MPa保持恒定。

高区回水减压问题

由于高层建筑采暖实际上缺少的并不是循环动力，而是使采暖供水提升到一定高度的能量，高区供水系统选择的增压泵实际是补充这部分差额的能量。用于提升的这部分能量的存在使本分配站的回水压力大大提高，从而会影响其它各分配站的正常回水，所以回水减压装置所需减少的压力基本上等于增压泵使供水增加的压力；如果不将回水压力降低到合理的范围，势必会影响到低区以及相邻区域的供热效果。

常规的减压装置为“阀前”压力调节阀，其具有良好的动态压力调节功能，但由于其造价较高，工程中也经常采用减压阀、减压阀组、自力式调节阀门等减压设备。本工程采用了自力式调节阀，值得注意的是自力式调节阀适合的工作压差范围是20-300KPa。

高区补水问题

供暖系统首次运行管道中需要充满水，高区补水在系统设计时是一个必须要考虑到的问题。高区补水系统在系统首次充水，以及供热高区系统防止倒空也都起到重要作用。本工程采用了补水泵配备软化水装置补水机组，采用压力变送器与高区补水机组联动，当压力低于出现倒空压力时（选定0.73 MPa），启动补水泵补水，当压力达到正常运行压力（选定0.78 MPa）时补水泵关闭停止补水。

防止倒空问题

高层建筑采暖防止管道出现倒空现象，一直是一个工程难题。加在水泵出口的止回阀可以对供水管道中的水起到一定程度的防止倒空的作用。回水管道可以采用电磁阀与水泵联动，水泵正常开启的时候电磁阀保持开启状态，水泵因故障等各种原因而停泵，则电磁阀关闭，起到防止倒空的作用。

安全问题

供热系统的安全稳定性是评价系统好坏的主要指标，为了防止管道出现超压，保障高区用户室内采暖系统安全，需要在高区回水管道上设置安全阀。

出于系统安全考虑设置了安全阀，但在施工过程中出现施工单位为了施工简便，将安全阀出口直接接到设备排污管上，这在规范上是不允许的，同时会影响到系统的安全运行，而引发新的安全问题，需要特别注意安全阀的出口管道一定要单独接管。

本文只是介绍了工程实践中，供热分配站高层直接加压系统设计一个工程实例。工程竣工后，经过2年多的运行实践，基本达到设计效果，运行效果良好。经过简单经济技术分析及运行实践，该种形式的低温循环水直接供热系统，采暖层数低于30层比较适宜，当采暖层数超过30层时需进行经济技术比较选择合适的增压形式。

参考文献

[1] 蔡增基，龙天渝，流体力学泵与风机，中国建筑工业出版社，1999.12

[2] 李德英，供热工程，中国建筑工业出版社，2004.07

[3] 付祥钊，流体输配管网（第二版），中国建筑工业出版社，2004.07

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。