礦區集中供熱系統運行狀況測試分析及優化方案的探討

王 艷

山東兗州礦業集團南屯煤礦，山東 鄒城 273515

礦區集中供熱系統運行狀況測試分析及優化方案的探討

王 艷

山東兗州礦業集團南屯煤礦，山東 鄒城 273515

在對礦集中供熱系統3個換熱站一、二次網供回水參數進行詳細熱平衡測試的基礎上，分析總結了其現狀、嚴重存在的冷熱不均問題。對各供熱小區單位面積熱耗進行詳細分析后，給出了優化方案。

集中供熱；熱耗指標；循環水泵；節能

引言

該礦區現有的集中供熱系統電廠余熱供給一次高溫水熱源，自電廠一級網輸送至各二級水水換熱站，由二級站采用低溫水輸送至熱用戶。各供熱小區因流量分配不均，存在嚴重的冷熱不均問題等。筆者于2010-2011年供暖季對該礦區一次水管網及二次網側的參數進行了流量監測，總結分析了供熱系統存在的一些問題，并對各供熱小區單位面積熱耗、二次網循環水泵的工作點進行了分析，為集中供熱系統優化改造做了準備。

1 測試方法

對3個換熱站及各供熱小區進行了測試，用超聲波流量計測得了各換熱站一、二次網的流量；利用點溫計獲得了一、二次網的供回水溫度。通過現場勘查獲得了換熱站的具體情況，包括換熱器、循環水泵、補水泵等的型號、臺數、規格；除此之外，還對各供暖分支進行了流量監測，以校對現用流量計的準確性，并對各供熱小區室內采暖形式進行了分析。

2 集中供熱系統現狀調研分析

2.1 供熱小區面積及室內采暖形式

集中供熱系統總供熱面積約45萬m2，整個供熱系統大部采用散熱器取暖，辦公樓、招待所、食堂采用中央空調。家屬區基本采用單管順流式系統，部分小區采用單管跨越式。

2.2 冷熱不均現象

筆者通過與換熱站工作人員及住戶的了解，發現熱用戶冷熱不均現象非常嚴重，有的住戶內溫度達到26℃，而有的還不足16℃。出現此問題和幾個原因有關：一方面這和采用了上供下回單管串聯式的室內熱水供暖系統有關，其實這種室內熱水供暖系統本身沒什么問題，前提條件是不同層室內散熱器片數選擇合理，還要供熱總熱量達到要求。但目前有很多樓五層住戶與一層住戶散熱器片數一樣，這也是導致頂層熱，底層不熱的原因之一。

2.3 供熱管網常見現象

各小區室外管網大量裸露，保溫損害嚴重，缺少維修保養。有些用戶發現散熱器溫度較低時，習慣性地對散熱器進行放水，這種現象在室外溫度較低時較明顯。

3 集中供熱系統存在的問題分析

3.1 大流量、小溫差運行

調研測試的3個換熱站中，一二次網供回水溫差普遍偏低，二次網溫差平均值為11℃左右，具體分布情況見下表1:

表1

從此表可以看出，一次水溫差低于100/70℃和30℃的設計標準，從而進一步影響了二次水的溫度和流量參數。另外3個換熱站3路分支二次網溫差在20℃以下，只有礦里換熱站二次網溫差在20℃以上。很顯然，一二次網目前都處于大流量、小溫差運行狀態。

3.2 存在嚴重冷熱不均現象

經計算各換熱站各分支采暖指標匯總如下表2：

表2

根據二次網的流量、供回水溫差，計算出各換熱站供熱小區單位面積熱耗。礦里換熱站高于熱耗指標55%以上，低于熱耗指標20%以上的小區共有3個分支。從整個測試結果看，整個管網存在較嚴重的冷熱不均現象。

3.3 輸配系統存在的問題

循環水泵選型過大循環水泵的額定揚程為61mH2O，額定流量為240 m3/h，配用功率為55kw，額定效率為75%，兩臺水泵并聯運行。根據公式計算得水泵實際運行效率約為58%。很顯然由于循環水泵的額定揚程遠大于實際所需，造成水泵工作點偏離高效點，直接導致水泵效率大幅度降低，管網處于大流量、小溫差運行，使得輸配系統的效率極大降低。

4 優化方案

4.1 針對系統冷熱不均現象嚴重。根據測試的情況，可以看出，問題首先出在某些分支管路供應的總熱量滿足不了要求，因此，要解決此問題，首先保證各分支流量計計量準確性，根據分支所承擔的供熱面積合理分配二次水流量，以滿足熱負荷要求，同時每棟樓供暖主管安裝自力式流量控制閥，避免近端用戶截流，遠端用戶流量不足的現象，然后再計算各層的散熱器散熱片數是否和各層的熱負荷一致。如總負荷滿足了要求，還存在上熱下冷的問題，那一定是上層安裝了過多的散熱器片數，占用了下層的熱量。可以想辦法減少上層住戶內的散熱器片數。

4.2 建議調小一次循環水流量，升高一次水供回溫度，使其達到設計值100/70 °C。這樣才能提高二次水的溫度，為減小二次水的流量，提高二次水供回溫差。

4.3 建議加強供熱小區二級管網的連接密封，減少高溫二次水的泄漏，將會節約大量熱量和軟化水，產生可觀的經濟效益。

4.4 完善溫度、壓力、流量計等儀表的安裝，并對它們進行標定，使測量參數能準確反映實際運行工況。

4.5 完善自動監測系統，制定供熱系統運行參數調節方案，根據室外溫度參數的變化，調節供暖效果。最好采用質調節的方法，即通過調節供回水溫度，不改變流量，這樣調節簡單，節能效果顯著。在一次水管路上安裝二次水溫度控制器，這樣能夠根據氣溫的變化，調解進入板換的一次水流量從而達到調節二次水供回溫度，使其滿足用戶需要。如氣溫高了，就可以減少一次水的流量，從而減少用汽，節省運行費用。通過自動監測，進行自動優化，為運行人員調節參數提供指導。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.030