和泰紫園小區庭院管網輸送效率的計算與分析

劉 旭 光

(太原市熱力集團有限責任公司第三供熱分公司，山西 太原 030001)

1 概述

目前國內供熱行業對于全網平衡特別是二次網末端水力平衡優化調節方法，通常采用的是各換熱站自控系統根據室外溫度調節曲線進行一次網流量、二次網回水溫度自動控制，即調節只調到各換熱站內為止，各換熱站流量實現均衡合理分配。但未能很好地解決換熱站所帶支線管網熱力失調的問題，也就很難達到一個理想的工況和節能效果。

在城市化高速發展的今天，建筑能耗占全社會總能耗的1/4，而我國北方地區的供熱能耗就占了建筑能耗的65%以上，有的地區甚至高達90%。

要想達到節能降耗的目標，首先就是要找出在每個環節的能源耗損，然后找出哪個環節出現了能源浪費，最后每個環節應該減少到多少能源消耗才是合理水平。

本文主要以我分公司和泰紫園小區熱力站(以下簡稱和泰紫園)為研究對象，通過計算該小區庭院管網的輸送效率，從而得出它的一個能耗水平，為以后的節能降耗提供方向。

2 和泰紫園小區的基本情況

2.1 和泰紫園熱力站的概況

和泰紫園熱力站一次網設計壓力為1.6 MPa，供、回水溫度為130 ℃/70 ℃，其中地暖系統按加大板式換熱器面積設計，供、回水溫度為130 ℃/48 ℃。二次網分為地暖低區、地暖高區兩個系統，設計壓力分別為1.0 MPa/1.6 MPa，供、回水溫度為55 ℃/45 ℃。

該站地暖低區的循環泵型號為NBG200-150-400/375(Q=411 m3/h，H=45.99 m，N=75 kW),地暖高區的循環泵型號為NBG200-150-400/375(Q=348 m3/h，H=48.73，N=75 kW)。

2.2 和泰紫園小區的庭院管網情況

和泰紫園小區一共有A，B，C，D，E，F六座住宅樓，熱力站高、低區的進出口管徑為DN200，住宅樓的樓棟管徑均為DN80，為同程式管網，庭院管網圖見圖1。

3 和泰紫園庭院管網輸送效率的計算

3.1 輸送效率的計算方法

和泰紫園熱力站所轄建筑為節能建筑，該站住宅建筑的設計供熱面積為128 046.70 m2。該小區的戶用熱量表為合肥瑞納公司生產的戶用超聲波熱量表。

計算的數據來源于公司供熱計量系統上所采集的數據，戶用熱量表每日每塊表抄表次數為4次，戶用熱量表的安裝示意圖見圖2。

輸送效率反映了供熱介質在輸配過程中的熱損失程度。根據JGJ 132—2001采暖居住建筑節能檢驗標準(以下簡稱為標準)，輸送效率的計算公式為:

其中，ηm,t為庭院管網的輸送效率；Qm,J為檢測持續時間內在第j個熱力入口處測得的熱量累計值,kWh；Qm,t為檢測持續時間內在熱力站總管處測得的熱量累計值,kWh;j為熱力入口的序號。

3.2 影響庭院管網輸送效率的主要因素

1)管道的保溫。供熱管道保溫是為了減少供熱管道及其附件、設備等向周圍環境散失熱量的措施。作用是減少供熱介質在輸送過程中的熱量損失，節約燃料，保證供熱質量，以滿足用戶的需要。保溫材料應具有熱導率小，吸水性低,機械強度較高,在使用溫度范圍內不變形、不變質、可燃性小、不腐蝕金屬，易于施工成型和成本低廉等特點。2)管道的敷設方式。供熱管道的敷設方式一般分為地上敷設和地下敷設。地上敷設按照支架的高度不同，又分為高、中、低支架敷設。地下敷設分為地溝敷設和直埋敷設。3)管道的腐蝕程度。供熱管道受到腐蝕后，管道內壁的粗糙程度隨之增加，從而加大摩擦，降低管道的流通性。4)供熱半徑。供熱半徑指的是從熱源到最遠用戶的管道長度，庭院熱力站供熱半徑一般在500 m左右。5)庭院管網的失水率。庭院管網的失水主要原因有事故失水、人為放水,以及熱網附件正常的“跑、冒、滴、漏”等。

4 庭院管網輸送效率及失水率的計算

4.1 庭院管網輸送效率

計量供熱面積為當月的實際用熱面積，剔除不用熱的用戶面積；每月熱計量耗熱量為熱計量系統中，當月每個用戶熱量表的耗熱量之和；采暖季熱計量耗熱量為每月熱計量耗熱量的匯總；熱力站一次網耗熱量為一次網供回水溫度和流量的乘積之和。

該小區的運行面積為99 496.69 m2。通過對其2018年—2019年度采暖季每月的運行數據匯總，得出該站的綜合利用效率為78.1%，見表1。

表1 和泰紫園小區耗熱量統計表

和泰紫園熱力站庭院管網輸送效率=7 358 954.75/9 424 525.70=78.1%。

4.2 庭院管網的運行失水率

2018年—2019年度采暖季該小區的補水量為0.03 t/h,循環流量為185.6 m3/h，失水率為0.03/185.6=0.016%，折合萬平米失水率為0.03×10 000/99 496.69=0.003 t。由于該小區為新建建筑，運行期間的事故失水、“跑、冒、滴、漏”等情況造成的失水量很少。

5 結語

通過對該小區的庭院管網輸送效率的計算，發現庭院管網的輸送效率不滿足《標準》的要求，說明供熱介質在輸送過程中熱損失嚴重。

由于失水率較低，經過現場勘查與分析，造成輸送效率低的原因及改造措施如下：1)庭院管網的供、回水溫差沒有達到設計值。根據GB/T 50893—2013供熱系統節能改造技術規范的規定，二次網的供、回水溫差應在10 ℃～15 ℃范圍內，而實際運行溫差為33.41 ℃-29.09 ℃=4.32 ℃，實際運行溫差不在要求的范圍內。建議增設吸收式換熱機組，增加管網的供、回水溫差。2)管網的水力失調嚴重，流量分配不合理。比如：F樓低區2單元的水力平衡度為72.7%，而A樓高區1單元的水力平衡度為151.0%，有50%的水力平衡度沒有在正常范圍內。由于部分樓棟的流量偏大，造成了能源浪費。建議通過增設樓棟平衡閥對庭院管網進行水力平衡調節。3)管道保溫。該小區的一部分管道為直埋敷設，一部分為地下車庫的架空敷設，位于地下室的架空管道被人為破壞，對于被破壞的管道，應及時更換絕熱性能良好的保溫材料，并確保保溫材料緊貼在管道上。