試論供熱管網系統改造中熱平衡技術研究和應用

羅淑珍

（新疆吐哈油田礦區服務事業部 839009）

減少供熱管網系統能耗意義重大，應從設計和系統運行本身充分考慮各種節能措施，采用水力平衡調節及專用智能儀表有效解決管網水力失調和熱力失調問題，以有效地達到節能環保。

1 鄯善基地供熱管網系統現狀分析

鄯善基地采暖管網北高南低，高低落差達51m，鍋爐房位于中部，供熱主管網沿南北方向布置，由地形高差引起的供熱系統定壓問題較難解決。高低兩端用戶由于供回水壓力差過小，循環流量不足。同時由于鄯善基地經過多次改建擴建，采暖管線分支眾多，未對整個管網進行統一規劃和設計，供暖半徑不同，用戶之間循環流量差異很大，導致遠端用戶室內溫度偏低。

2 熱平衡方案的確定與實施

2.1 測溫統計分析

對基地各供暖區域進行測溫統計，對采暖期內的四次測溫統計數據的對比分析，確定供暖溫度不達標的區域。

2.2 管網水力計算

通過對主干分支管網流速計算分析，基地中間區域管道流速普遍較快，高低兩端流速不足中間區域的50%。

根據上述水力計算和測溫統計分析，確定采用分區供暖方式，達到供暖系統的整體水力平衡。將循環不利的錄測井區域分離出來作為單獨供暖區域，將與熱源地勢高著不大于5m，供暖半徑不大于0.8km的區域作為第二供暖區域。將與熱源地勢高差大于5m，供暖半徑大于0.8km的區域作為第三供暖區域。同時對區域內不平衡部分進行流量控制，達到整體平衡。

2.3 熱平衡方案的實施

2.3.1 將原有單一的供熱系統分成高、中、低三個供暖分區，將原有換熱站改建為三個換熱站，三個供暖區域分別定壓。三座換熱站分別作為三個供暖區域熱源，分別在由自的采暖循環泵提供循環動力。在區域內部水力不平衡位置加裝節流短管，增大部分區域流動阻力，控制流量，解決區域內部水力不平衡。

2.3.2 區域負荷計算

一級系統為熱源送出的高溫熱水，鍋爐的供回水溫度為125-75，二級系統為經過換熱器間接加熱的低溫水系統。二級熱網供、回水溫度為90-65。根據此原測計算三個供暖分區所需熱負荷，循環泵功率及換熱器換換熱面積。

2.3.3 運行方案

經負荷計算基地總供熱負荷需求約為21.84MW左右，兩臺20t鍋爐的額定總功率為28MW完全可以滿足供熱需求，其余4臺蒸汽鍋爐可停用，作為備用和調峰鍋爐。

2.3.4 調節控制方式

鍋爐采用被動調控方式。對新建改建換熱站加裝帶溫度補償的微機供熱調控系統。根據外界氣溫變化溫度補償微機控制系統控制一次網出口電磁閥動作，進而控制二次網溫度。鍋爐出水閥門根據不同供暖階段分為60%、80%、100%三個開度，鍋爐出水溫度根據外界氣溫變化進行相應控制。

3 項目關健技術

3.1 分區供暖技術

對整個管網及分支管線進行水力計算，確定每支沿途陰力損失，將沿途阻力損失相近的主管線劃入到一個區域內，確保區域內部主管線之間水力平衡。根據該分支管線建筑物類型和供暖面積確定所需供暖負荷，計算分支管線實際循環流量，確定該分支管線過剩循環流量，通過節流短管進行流量控制。

3.2 溫度補償控制

對換熱器加裝帶溫度補償的微機供熱調節系統，根據所溫自動調整一次網電磁閥開度，控制二次網出口溫度，確保二次網水溫符合供暖需求。對現有二次水循環水泵加裝變頻調速裝置，利用自動監測控制方式節約能源消耗，對供熱系統實行狀態監測和量化管理，結合室外氣溫變化情況“看天供暖”實時調節供、回水溫度，提高供熱效率，從而提高系統運行效率。

4 效果分析

動力負荷：三個供暖區域供暖循環泵運行總功率為175KW，相比改造前降低56%，采暖周期節電80.6萬Kw·h。熱負荷：相比改造前降低4MW，一個供暖周期節約天然氣120萬m3。節約費用共計150.34萬元。

5 結語

通過上述分析，采暖系統熱平衡技術解決了水力循環問題。為能最大限度地降低供熱能耗，提高供熱效率和經濟效益，就必須在整個供暖期的全過程實施分階段變流量的經濟運行方式，合理降低供熱運行的基本能耗。加大自動化控制方面的研究，優化管網運行，整體提高系統熱效率和能耗指標水平，實現系統節能。

[1]張錫虎，張威嚴 ，連通器和混水器在一二次水系統中的應用.暖通空調，2005，35（11）：67-82

[2]羅伯特.珀蒂瓊著，楊國榮，胡仰耆，魏煒，方偉譯，全面水力平衡暖通空調水力系統設計與應用手冊.北京：中國建筑工業出版社，2007

[3]李志，梁大為，陳瑞蓮等“基于線性系統理論的熱網平衡方法研究—用‘周期供熱量’調節熱網平衡”.《區域供熱》.2005年3期