集中供暖過程中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)與對策

秦立朝

港田供熱有限公司 天津 300270

1 供熱管網(wǎng)水力失調(diào)問題及原因

供熱管網(wǎng)關(guān)系到人們的切身利益，但是，在實際運(yùn)行中，一些區(qū)域受條件的限制，存在水力失調(diào)現(xiàn)象，這就直接導(dǎo)致了熱水供熱系統(tǒng)供熱不穩(wěn)定、不充分，實際到達(dá)熱用戶流量與設(shè)計流量存在一定的差距，無法滿足供熱標(biāo)準(zhǔn)需要。水力工況失調(diào)是當(dāng)前存在的普遍現(xiàn)象，在供熱管網(wǎng)運(yùn)行中嚴(yán)重影響到供熱質(zhì)量，這是一個普遍存在的問題，只有不斷采取科學(xué)措施，強(qiáng)化水力流量管理，才能解決水力失調(diào)，實現(xiàn)供熱管網(wǎng)水力平衡，確保管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。造成水力失調(diào)的主要因素較多，最為主要的有如下幾個方面：一是設(shè)計與實際不符。有一些工程在設(shè)計之初考慮較為周全，從工程設(shè)計角度看，不存在失調(diào)的問題，整體設(shè)計是依據(jù)當(dāng)?shù)厮W(xué)理論計算得出的，相關(guān)數(shù)據(jù)截取符合用量需要，但是，在實際施工過程中，相應(yīng)使用的管材直徑、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)卻千差萬別，設(shè)計與施工不符，影響到了水力流量，導(dǎo)致失調(diào)情況發(fā)生；二是施工質(zhì)量影響。有一些區(qū)域施工時，受各方面條件限制，無法全面鋪開，在施工條件不利的情況下，強(qiáng)行施工，導(dǎo)致一些管路不符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，走向不合理、埋設(shè)有問題，影響了水力供應(yīng)效果，供熱管網(wǎng)在實際運(yùn)行中不能達(dá)到水力的平衡[1]。

2 集中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)對節(jié)能的影響

隨著供熱系統(tǒng)規(guī)模的增大，環(huán)節(jié)的逐漸增多，各種熱損失也相應(yīng)增加，集中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)造成的熱損失成了集中供熱管網(wǎng)熱損失的主要環(huán)節(jié)，熱源本身的效率反而成為了其次。在前述提出的集中供熱管網(wǎng)中的諸多因素作用下，管網(wǎng)出現(xiàn)水力失調(diào)現(xiàn)象是不可避免的，其將直接導(dǎo)致供熱的熱力失調(diào)。對于國內(nèi)大部分采用定流量系統(tǒng)的集中供熱管網(wǎng)在實際運(yùn)行中最主要問題是水力工況的不平衡，也就是供熱管網(wǎng)熱用戶的“近熱、遠(yuǎn)冷”現(xiàn)象。在供熱實際運(yùn)行過程中，為了滿足熱網(wǎng)各用戶的熱量需求，最常用的方法是采用“大流量、小溫差”的運(yùn)行方式。該方式通過改變散熱設(shè)備的散熱特性可緩解熱力失調(diào)現(xiàn)象，同時必然會存在著近端熱用戶的流量過大、溫度過高。對于近端熱用戶在缺乏有效的調(diào)節(jié)手段的情況下，只能將這部分供熱量通過開窗換氣的方式白白浪費，此供熱量屬于無效供熱量，是供熱管網(wǎng)熱損失的一個重要組成部分[2]。

3 水力平衡調(diào)節(jié)方法

3.1 溫差法

溫差法是當(dāng)前應(yīng)用最多的一種方式，在實際熱量供應(yīng)中起到重要作用。溫差法主要是在熱用戶引入口安裝壓力表溫度計，通過溫度計，對系統(tǒng)進(jìn)行初步的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)系統(tǒng)熱力穩(wěn)定的目的。通過溫度控制，設(shè)計一個溫度值，一般情況下，網(wǎng)路供水溫度保持60℃以上，從溫度計上看，如果能夠長期處于恒定的某個溫度上，不產(chǎn)生巨大的變化，只要熱源總回水溫度不變化，此時，我們就可以認(rèn)為整個系統(tǒng)已達(dá)到熱力穩(wěn)定的效果。此時記錄下熱源的總供水及回水溫度和所有熱用戶處、回水壓力和供、回水溫度，然后按照用戶的規(guī)模大小和溫差的偏離程度大小，確定初調(diào)節(jié)次序。調(diào)節(jié)時，需要對供熱面積大、人口規(guī)模多、溫差偏離的熱用戶調(diào)節(jié)，確保第一輪次調(diào)節(jié)符合基本標(biāo)準(zhǔn)，觀察運(yùn)行情況，如果幾小時內(nèi)依然保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)，則需要再次做好記錄總供水溫差及各用戶入口處供回水壓力、溫度，根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)，做好第二輪調(diào)節(jié)，不斷循環(huán)操作，達(dá)到合理溫度為止。

3.2 綜合調(diào)節(jié)法

綜合調(diào)節(jié)法有著良好的效果，與其他方法相比，有其自身的可行性，這種方法管路系統(tǒng)投資少、容易操作，能夠快速全面的解決好供熱管網(wǎng)水力平衡問題，在實際應(yīng)用中得到了大力推廣，從我國的基本國情看，是完全符合中國國情的一種方法。綜合調(diào)節(jié)法有動態(tài)平衡閥調(diào)節(jié)法和溫度調(diào)節(jié)法兩種。動態(tài)平衡法包含自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥兩種類型。這種方法主要是針對流量，在一定程度上實現(xiàn)了流量的恒定，需要合理設(shè)計出流量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)流量標(biāo)準(zhǔn)，做好控制閥開度，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)總循環(huán)量和各分路管網(wǎng)的熱負(fù)荷流量，對于沒有進(jìn)行分戶供熱的用戶，適合使用這種方法，做好水力調(diào)節(jié)，保證定流量系統(tǒng)穩(wěn)定性。自力式壓差控制閥作用對象是壓差，準(zhǔn)確計算系統(tǒng)壓降才能發(fā)揮其實用功能。水力調(diào)節(jié)需要全面遵循規(guī)律，并聯(lián)支路任一支路阻力改變，都會導(dǎo)致整個供熱管網(wǎng)流量一輪新的分配，如果關(guān)閉支路閥門，就會出現(xiàn)其他支路增大流量的可能。第一輪調(diào)節(jié)需要全面檢查各處閥門，確保系統(tǒng)全開，這樣才能做好初步的調(diào)節(jié)，根據(jù)流量溫度，合理設(shè)置閥門大小。溫度調(diào)節(jié)法是最好的解決措施，受建筑室內(nèi)溫度與供回水平均溫度差的影響，需要對水力進(jìn)行科學(xué)的控制與調(diào)整，確保相互間對應(yīng)關(guān)系更加合理。回水調(diào)節(jié)主要是按照用戶的需求進(jìn)行，各用戶回水溫度不同，需要計算出用戶的均值，計算時，可以按照熱源總回水溫度為基準(zhǔn)溫度，再對各分支閥門進(jìn)行調(diào)整，如果一個分支回水溫度高于基準(zhǔn)溫度，則需要關(guān)小閥門，確保各公支管路供熱均衡，最終實現(xiàn)基準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)，保證供熱效果與質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語

隨著國家城鎮(zhèn)化發(fā)展需求，供熱面積及輸送距離將逐漸增大，水力失調(diào)和能源浪費現(xiàn)象日益突出。集中供熱管網(wǎng)的水力運(yùn)行工況對供熱管網(wǎng)的節(jié)能有著較大的影響，水力失調(diào)是管網(wǎng)能源浪費的主要因素，為達(dá)到供熱的高效節(jié)能應(yīng)重點改善管網(wǎng)系統(tǒng)的水利工況。要解決這個難題，必須進(jìn)行嚴(yán)密地工程分析，對癥下藥，才能推動我國集中供熱事業(yè)的發(fā)展。