淺析山坡地形低溫熱水直供熱網系統(tǒng)的運行調整

劉壯

摘 要：北票發(fā)電廠供熱運行二班所轄2號、3號、4號熱網因受山坡復雜地勢、老城區(qū)管網布局等外部因素限制制約，造成了供熱二次管網高差大，供熱半徑長等問題。鑒于這方面的問題在國內供熱網絡系統(tǒng)設計中比較常見，且嚴重影響了供熱網系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。所以，提高供熱網系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為供熱網系統(tǒng)在山坡地形低溫熱水系統(tǒng)中的應用發(fā)揮作用，成為當下需要亟待解決的問題之一。本文基于大高差低溫地稅直接供熱系統(tǒng)的特點，探討供熱網系統(tǒng)的定壓問題，并提出解決管網平衡問題的有效措施，從而確保供熱網系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：供熱網系統(tǒng)；特點；措施

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A

北票發(fā)電廠供熱運行二班所轄2號、3號、4號熱網因受山坡復雜地勢、老城區(qū)管網布局等外部因素限制制約，造成了供熱二次管網高差大，供熱半徑長等問題。為降低燃煤成本和環(huán)保污染，運行人員采取了合理調整管網走向，有效降低了豎向的垂直高差；在供熱系統(tǒng)主回水管道加裝減壓閥，在二次系統(tǒng)中采用（自力式流量控制閥）、（自力式壓差控制閥）以及動態(tài)流量平衡閥，有效地提高了管網自動調節(jié)水力平衡的能力。本文基于大高差低溫地稅直接供熱系統(tǒng)的特點，探討供熱網系統(tǒng)的定壓問題，并提出解決管網平衡問題的有效措施，從而確保供熱網系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

一、大高差低溫熱水直接供熱系統(tǒng)的特點

北票發(fā)電公司是熱電聯產機組，其中4號熱網為我廠4號機采用凝汽器循環(huán)水加熱所帶的低溫直供管網；供熱面積64萬平方米；供水溫度50℃（規(guī)程規(guī)定凝汽器出口溫度不得高于55）；供熱外網主管徑DN600；廠內熱網首戰(zhàn)運行時供水壓力0.78MPa（原來運行壓力0.87后經過調整降低為0.78）供熱半徑3140m（城鎮(zhèn)管網大致總長度）；運行期管網流量2400t/h（原運行流量為3400t/h后采取在回水主管道分段安裝減壓閥、安裝流量調節(jié)閥等設備進行量調節(jié)使管網流量降低到2400t/h）；地勢差80.5m（廠內熱網首戰(zhàn)海拔高度166.9米4號網最高點黃金公司海拔高度247.4m）。而在實際運行過程中，大高差對供熱系統(tǒng)會形成非常重要的影響作用。本文結合本外管網工程對大高差問題進行討論：

（一）大高差對供熱系統(tǒng)的影響

在供熱系統(tǒng)運行過程中，當因高差產生的重力附加壓差超過管道阻力10%時，就需要考慮重力附加壓差的影響。而判斷附加壓差的影響，就需要準確界定管網的坡度值，根據管網設計的供回水溫度和管道局部磨采利等因素進行計算。首先，在對水力進行計算的時候，不考慮附加壓差，但需要在計算循環(huán)水泵揚程時計入最大值；其次，適當考慮對管段比摩阻的增減；最后，對于差壓控制器的選擇，需要對其適用范圍進行重復的核算，直至符合管網運行的需求，只有這樣才能減小大高差對供熱系統(tǒng)的影響，從而真正實現低溫熱水直接供熱網系統(tǒng)正常運行的重要目標。

（二）大高差供熱系統(tǒng)水力失調的特殊性

與一般供熱系統(tǒng)相比，大高差供熱系統(tǒng)除存在不平衡因素造成的管網不平衡，還存在重力附加壓差所造成的系統(tǒng)不平衡。因此，山坡地形對于大高差供熱系統(tǒng)的應用，還需要考慮重力附加問題。并且在計算重力附加壓差的同時，還需要在運行過程中進行適時調節(jié)，主要是因為大高差供熱系統(tǒng)還會隨著水溫與設計工況的變化，導致系統(tǒng)不平衡率上升。根據對大高差供熱系統(tǒng)的實踐應用經驗可以看出，可以采用動態(tài)平衡閥解決系統(tǒng)水力失調的問題。

（三）采取的措施

根據低溫熱水直接供熱網系統(tǒng)在實際中應用的經驗可以看出，重力附加是影響系統(tǒng)平衡的重要因素。因此，為保證系統(tǒng)平衡，促使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，還需要根據供熱系統(tǒng)運行特點采取有效措施，根據山坡地形的高度，對于管網的布置和走向，盡量降低壓差，減少附加壓差對系統(tǒng)的影響，從而最大限度地提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

二、定壓問題

山坡地形低溫熱水直接供熱系統(tǒng)定壓補水的主要目的是，促使系統(tǒng)處于任何狀態(tài)都可以充滿水，避免系統(tǒng)倒吸入空氣。值得注意的是，山坡地形低溫熱水直接供熱網系統(tǒng)對于定壓系統(tǒng)的應用，首先必須根據定壓點位置的不同，將定壓方式分為回水定壓、出水定壓、旁通管定壓3種方式。主要是因為這3種定壓方式各有優(yōu)缺點，根據實際需要選擇合適的定壓方式，就可以保證定壓在供熱系統(tǒng)中充分發(fā)揮重要作用。

三、管網平衡問題

（一）系統(tǒng)水力失調形式及消除方法

山坡地形中使用的低溫熱水直接供熱系統(tǒng)，其系統(tǒng)水力失調一般可以分為靜態(tài)失調和動態(tài)失調兩種。其中，可以用靜態(tài)平衡閥或動態(tài)平衡閥來解決靜態(tài)失衡的問題；而供熱系統(tǒng)中的動態(tài)失衡是隨機性、變化的，所以解決這一問題，就需要改變局部流量，并充分發(fā)揮出動態(tài)平衡閥的重要作用。與靜態(tài)平衡閥進行相比，動態(tài)平衡閥具有顯著的優(yōu)勢，它可以避免煩瑣的人工調試，且可以保持系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

（二）系統(tǒng)的運行調節(jié)方式與自力式調節(jié)閥的選擇

對于供熱運行系統(tǒng)的調節(jié)，不能采用自力式流量控制閥和自壓力式控制閥。主要是因為這兩種閥對于運行方式的調節(jié)是通過改變水量來實現的，對于這兩種閥的采用，會造成部分供熱系統(tǒng)無法達到流量需求。所以，在供熱系統(tǒng)中對于自力式調節(jié)閥的合理選擇具有十分重要的意義，它關系到供熱系統(tǒng)調節(jié)的是否合理，對于供熱系統(tǒng)的正常運行會形成重要影響作用。

四、運行情況簡介

北票發(fā)電4號供熱管網原名為“供熱南網”，1994年廠內建設4號機組后改名為4號熱網，由廠內4號機凝汽器循環(huán)水直至用戶，并有4號機6段抽氣所帶尖峰加熱器一臺。熱網運行周期152天（供暖期天數）供熱面積64萬平方米，平均供水溫度47℃，流量2400t/h～2500t/h，城鎮(zhèn)管網總長度約3140m，高差80.5m，海拔206m處設有中繼泵站安裝兩臺流量2000t/h 揚程72m的升壓泵與廠內熱網首站循環(huán)泵串聯運行冬季供暖時一臺運行一臺備用，用戶端建筑內多采用供水雙管同程的一戶一閥布置。供熱管網運行正常，沒有出現裂縫漏水現象，所以山坡地形低溫熱水直接供熱網系統(tǒng)運行效果處于理想狀態(tài)。

結論

（1）山坡地形低溫熱水直接供熱系統(tǒng)中采用自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥等，可以有效提高系統(tǒng)的平衡能力。但由于動態(tài)平衡閥自身阻力過大，不宜在末端使用。

（2）低溫熱水直接供熱系統(tǒng)的管網分為高、低區(qū)兩個系統(tǒng)，對于這兩個系統(tǒng)的區(qū)分，既可以保證管網走向準確，又可以有效降低垂直高差，為供熱系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性提供保障。

總之，低溫熱水直接供熱系統(tǒng)在山坡地形的使用，既是一個成功的嘗試，也很好地解決了山坡地形的供水供熱問題，對于工程進一步發(fā)展發(fā)揮出了非常重要的作用。

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