熱水集中供暖系統常見問題及解決方法

李云飛

摘 要：文章論述了熱水集中供暖系統常見的問題，并從設計、施工、運維及熱用戶等方面對其原因進行了深入的分析，在此基礎上提出了解決熱用戶間冷熱不均和二次管網失水嚴重的方法。

關鍵詞：集中供暖；冷熱不均；二次管網；失水

引言

新中國成立以來，隨著國民經濟建設的發展和人民生活水平的不斷提高，我國供暖事業得到了迅速的發展。熱水集中供暖系統因其熱能利用率高、衛生條件好、輸送距離遠、供熱半徑大、供熱工況穩定及可有效利用熱電廠汽輪機的低壓蒸汽、經濟效益高等優點而被廣泛使用在各類建筑中。然而因設計、施工、運行維護不當和用戶偷水、放水等原因，熱水集中供暖系統常常出現冷熱不均和二次管網失水嚴重等問題。既無法滿足用戶舒適度的需求，又增加了供暖系統的能耗。

1 熱水集中供暖系統常見的問題

1.1 冷熱不均

熱用戶間冷熱不均現象在熱水集中供暖系統中非常常見，其主要是由熱用戶之間水力失調引起的。熱水供暖系統中，各熱用戶的實際流量與要求的流量之間的不一致性，稱為該熱用戶的水力失調。水力失調在熱水集中供暖系統中十分常見，其具體表現為垂直失調和水平失調兩種形式。

1.1.1 垂直失調

在供暖建筑物內，同一豎向的各層房間的室溫不符合設計要求的溫度，而出現上、下層冷熱不均的現象，稱為系統垂直失調。隨著科學技術的發展及城市土地資源的日趨緊缺，我國的住宅等建筑逐步向高層、超高層方向發展。而在建筑高度增加的同時，熱水集中供暖系統垂直失調問題也日趨嚴重，經常出現供暖系統上、下層部分房間溫度過高、散熱器散熱能力得到抑制，部分房間溫度又達不到設計要求的現象，嚴重影響了房間的舒適度。

1.1.2 水平失調

供暖系統中，在遠近立管處出現流量失調而引起在水平方向上冷熱不均的現象，稱為系統的水平失調。常見的水平失調現象就是供暖系統“近熱遠冷”，其供熱品質極為惡劣。為滿足遠端用戶的需求，供熱企業經常采用“大流量、小溫差”的運行方式，這種運行方式在一定程度上提高了遠端用戶的室溫，但是冷熱不均現象仍然存在，且供暖系統能耗大大增加，嚴重違背了“綠色、低碳、節能、環?！钡陌l展要求。

1.2 二次管網失水嚴重

由于熱水供暖系統管網老化致使管道和附件的熱水泄露以及用戶私自放水等原因，很多熱水供暖系統二次管網失水嚴重。二次管網失水嚴重，既造成了大量的水資源浪費，又使得供暖單位的運行成本有所增加，還會影響供暖系統的穩定性、造成系統水力失調。供暖系統二次管網失水也會使其存在安全隱患，對于系統的工況穩定極為不利，嚴重地束縛了供暖及運維單位的穩定、快速發展。

2 熱水集中供暖系統常見問題原因分析

2.1 冷熱不均的原因

冷熱不均的根源在于水力失調。本文從垂直失調和水平失調兩方面分析了造成熱用戶間冷熱不均的原因。

2.1.1 垂直失調的原因

單管系統和雙管系統垂直失調的原因是不同的，單管系統垂直失調是由于各層散熱器的傳熱系數K隨各層散熱器平均計算溫度差的變化程度不同引起的，雙管系統的垂直失調是由于通過各層散熱器的循環作用壓力不同造成的。垂直失調的后果是上、下層冷熱不均，導致垂直失調的原因具體可歸納為以下幾點：（1）對高層建筑沒有進行合理的豎向分區，致使上、下層散熱器循環作用壓力差別明顯。（2）熱力計算時，供熱干管、支管的散熱量被忽視。（3）由于管道系統規格的限制，設計時無法使供暖系統各立管之間、各層之間完全實現水力平衡。（4）設計和選擇散熱器面積時，因散熱器規格的限制，無法完全滿足設計要求。（5）運行水溫和流量偏離設計工況。

2.1.2 水平失調的原因

水平失調在熱水集中供暖系統中最為常見，是水力失調的主要表現形式，其主要是由以下幾方面因素引起的：（1）在供暖系統設計時，一般以滿足最不利環路用戶所必需的資用壓頭為依據，而供暖管道又存在離散性，致使其它環路的資用壓頭有不同程度的富裕量，為水力失調的產生創造了客觀條件。（2）供熱面積擴大，供暖管網的某些管段流通能力不夠，又沒有及時改造管網，導致水平失調。（3）循環水泵選擇不當，流量、壓頭過大或過小，都會使工作點偏離設計狀態而導致水平失調。（4）系統中用戶的增加或減少及用戶用熱量的變化，要求網路流量重新分配而導致水平失調。（5）當施工條件有限制時，管路建造的實際情況可能與設計的有很大差別。實際運行時會偏離設計的平衡狀態，從而產生水力失調。

2.2 二次管網失水嚴重的原因

熱水集中供暖系統二次管網失水嚴重原因主要有四點。（1）二次管網的正常泄漏。在熱水集中供暖系統中二次管網的閥門、補償器、排空閥、泄水閥等附件的跑冒滴漏及排污等，會造成少量失水。（2）二次管網使用時間過長，且沒有得到有效維護，造成管網老化嚴重，出現大量的結垢以及嚴重的內部腐蝕，漏點頻出，造成失水。（3）突發事故造成失水。二次管網中的管道、閥門、軟連接、三通、彎頭等設備受到外力作用或系統內部應力影響而突然損壞，從而造成失水。（4）用戶私自放水。有些不熱的用戶采用泄水的辦法來增加流速，提高室內溫度，以及部分用戶使用二次管網中的熱水來洗滌衣物等，都會造成二次管網的失水。其中后三條原因會引起二次管網非正常失水，是造成二次管網失水嚴重的主要原因，應采取有效措施加以解決。

3 解決方法

3.1 冷熱不均的解決方法

為了解決因水力失調而引起的熱用戶間冷熱不均的問題，不少供熱企業一味地加大循環泵的頻率或增加循環泵的運行臺數，最終導致供暖系統以“大流量、小溫差”的方式運行。這種運行方式雖然在一定程度上提高了室溫過低的熱用戶的室內溫度，但熱用戶之間的水力失調問題并沒有得到解決。且“大流量、小溫差”的運行方式既造成了熱量浪費，又造成了電量浪費，是一種大投入、高能耗、低產出、落后的運行方式。必須采取有效措施，消除用戶之間的垂直失調和水平失調，才能在根本上解決熱用戶間冷熱不均的問題。

3.1.1 垂直失調的解決方法

（1）對高層建筑進行合理的豎向分區，減小上下層散熱器間循環作用壓力的差值，從設計層面減小垂直失調的影響。（2）進行熱負荷計算時，考慮管道的散熱量；散熱器選型時，選擇單片散熱面積小的散熱器，減小散熱器面積不匹配造成的影響。（3）在供暖系統立管和散熱器入口支管上設置調節性能好的閥門，并對系統實施初調節。（4）在供暖系統立管設置平衡閥、散熱器入口支管上設置溫控閥。

3.1.2 水平失調的解決方法

（1）確保熱負荷計算和水力計算的準確性，對各環路進行合理的流量分配，盡量消除近端管網超流量短路，遠端管網流量小、回水溫度過低現象。（2）系統比較大時應采用同程式。異程式雖然節省管材，但各循環管路內阻力難于平衡。同程式雖然投資較多，但其效果要好得多，便于調整運行。（3）通過附加阻力來消除用戶剩余資用壓頭。在確保循環水泵的流量及揚程足夠的基礎之上，在用戶系統安裝相對較為完善的調節閥、平衡閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥等裝置。通過對附加阻力的改變，使得剩余資用壓頭能夠得到較好地調節，從而有效解決水平失調問題。（4）通過附加壓頭提高用戶不足的資用壓頭。如果系統循環水泵的實際揚程不足，可在各個供熱系統的用戶系統入口處安裝不同規格的小流量、小揚程、可變頻自動調節的水泵以彌補資用壓頭的欠缺，并做好水力調節，使各個環路實現阻力平衡。（5）全面水力平衡。通過對靜態水力平衡以及動態水力平衡進行同步調節，以確保整個供熱系統的水力平衡。這種方法能夠實現相對復雜的供熱系統的水力平衡調節，同時又能從根本上解決水力失調問題，能夠最大限度在節約能源。但是，全面水利系統平衡解決方案的投入也相對比較大，施工難度也比較高，因此其適用的范圍也相對比較有限。

3.2 二次管網失水嚴重的解決方法

針對二次管網失水的問題可采取以下措施進行解決。（1）由于安裝供暖系統時使用了大量的連接件，而隨著時間的推移或者由于安裝密封時不注意，很容易使連接密封部分發生跑冒滴漏。在日常供暖工作中，應對這一現象進行定期或不定期檢查，發現有漏水要及時處理。同時在管路系統中安裝監控設備，對供暖系統中的壓力進行檢測，對發現壓力不足的部分要進行重點排查，查找漏點，及時進行搶修。（2）加大對老舊二次管網的改造力度。在非供暖季加強對供暖管線的檢查力度，盡量做到檢查范圍全覆蓋，對年久失修、腐蝕嚴重的二次管網進行徹底的更換改造。（3）供暖過程中應對系統補水進行處理，使其PH值維持在8左右，以減少管道內銹蝕發生的概率。（4）加強對運行維護人員的教育和管理，提升其運維及故障判斷和查找能力。供暖過程中，運行人員應隨時關注供回水溫度、流量、壓力、水泵轉速等關鍵參數，發現異常情況立即進行檢查，及時查明發生故障的位置，以便及時進行搶修。（5）對于熱用戶私自放水問題，既要到用戶家中進行檢查、拆除私自加裝的部件、防止其大量放水，又要在二次管網供水中添加“臭味劑”或其他有顏色并且可以防腐、防垢的添加劑。同時要加強對用戶的宣傳教育力度，使其了解二次管網失水過多的危害。

4 結束語

熱水集中供暖系統因其各項優勢而在日常生活中得到了廣泛應用，但熱用戶間冷熱不均和二次管網失水嚴重等問題一直困擾著供熱企業和運維單位，而這些問題的解決需要從設計、施工、運維及熱用戶等多方面尋求方法。既要在前期做好相關設計工作，采取有效措施解決水力失調問題，避免冷熱不均；又要嚴格按照設計的要求進行施工，并做好系統調試和水力調節；還要在運維過程中加強系統巡視，密切關注各項重要參數變化情況，加強對老舊二次管網的改造，并采取各種措施減少或者避免供回水管路失水；同時要加強對用戶的監管和教育，防止其私自放水。在綜合運用各項措施，解決熱用戶冷熱不均和二次管網失水嚴重等問題，保證供暖工作正常進行。

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