徐 雪
(新泰市新城熱力有限公司,山東 新泰 271200)
隨著城市集中供熱事業的迅速發展,熱用戶對供暖質量和要求也在不斷提高,尤其是室內溫度標準由原來的18℃提升到20℃,每年供暖期間會接到許多用戶關于冷熱不均的投訴,這些投訴直接影響了供熱企業的信譽和供暖、收費、能耗評價指標等工作。
因熱力站混水系統高溫側和低溫側實際為一套水系統,原則上沒有一次網、二次網之分,但為了明確進熱力站(混水前)、出熱力站(混水后)不同的熱媒參數,便于計算分析,本文把混水管之前稱作一次網,混水管之后稱作二次網,在混水直供熱力站設計中,部分項目無視一次網、二次網壓力參數的差異,試圖尋求一種可適應多工況的統一的混水系統設計方案,一張熱網所有熱力站混水配置完全一樣,這種設計結果要么造成系統調控困難,難以滿足供熱運行參數要求;要么不符合節能運行要求,造成運營成本增加。
混水直供系統如何定壓[2]是個需要討論的問題。前已述及,混水直供系統實際是一個水系統,如果按傳統定壓方式,則要考慮整個熱源、所有熱力站、所有熱用戶位置高程等因素,并進行統一定壓(一般設在熱源處),并遵守熱網系統不超壓、不汽化、不倒空的原則。一般大的熱網系統存在一定的高層熱用戶,即便考慮高層用戶為二類高層建筑(18層),附加一定富裕量,定壓值要設置到65m (H2O)左右。如果熱網系統比較大,則主循環泵揚程也會很大,這樣就極易造成熱網運行超壓或低層建筑熱用戶采暖設備超壓。即使熱網不超壓,系統整體運行壓力也比較大,對安全運行也極為不利。
因混水直供熱力站控制設備遠多于間供系統,且一次網、二次網控制設備存在耦合問題,比如一次網流量控制設備、定壓設備和混水管上混水泵同時可以改變二次網的流量、溫度等參數。所以其控制難度、復雜程度也相對更高。
為了減少熱源輸送至用戶處過程中的熱量損失,供熱公司不斷引進新型保溫材料制作成的傳輸管道,大多數為硅酸鋁棉和改良后的無極陶瓷制成。這2種材料無異味,無毒副作用,可以根據需要制成不同直徑、長度的供熱管道以及各種形狀的保溫瓦塊等,這2種材料制成的保溫制品,不僅降低了熱損耗,在價格上也更便宜。
二次管網是用戶與熱力站連接的橋梁,選取合理的管徑與閥門是保證二次網降耗的必要前提。根據計算出的流量G′與二次網各分支、各樓棟及各單元的流量G′1,G′2,G′3…G′n,通過查水力計算表,選取合理的管徑,便于調節管網的平衡。調節管網的平衡主要是通過在二次網主要分支及樓棟單元加裝調節閥,通過使用超聲波流量計、測溫槍調或者設置遠傳智能水力平衡閥來調節二網的平衡。當二次網系統水力平衡后,可避免常規“大流量,小溫差”的運行方式,進一步的降低管網的流量,拉大管網供回水溫差,減輕熱力站循環水泵的負擔,進而降低水泵的能耗,節約管網的熱量。
集中系統絕大多數都是閉式系統,用戶的回水通過熱力站內的換熱器換熱后溫度升高,供給用戶側。如果系統失水,系統通過啟動補水泵為系統補水。若失水量較大,則會降低用戶側的回水溫度,使得供回水溫差加大,熱負荷增加。
根據縣城城區的供熱現狀,可將熱用戶分為兩類。一類是六層以下的建筑,此類建筑包括新建建筑和老舊建筑,末端形式以散熱器為主,承壓能力多為0.4MPa;另一類為高層建筑,末端形式以地暖為主,承壓能力為0.8MPa。針對此兩類建筑分別進行系統設計。供熱區域無高層建筑的熱分配站對于無高層的供熱區域,建筑熱用戶多為老舊小區,末端形式為傳統的鑄鐵散熱器,定壓30m(H2O)不會造成管網的倒空。考慮到管網的水力工況要求和末端設備的承壓,系統運行時末端的回水壓力需要維持在38m(H2O)左右(樓棟內部阻力損失2m (H2O))。本文將庭院二次管網(包括樓棟)的壓力損失定為12m(H2O),樓棟回水壓力定為38m(H2O),則熱分配站二次管網的供水壓力為45m(H2O),回水壓力為33m(H2O)。隨著熱用戶距離熱源的里程逐漸增加,一級管網的回水壓力逐漸提高,為了避免末端設備的超壓,在二級回水管網上設置回水加壓泵,考慮到散熱器的設計供水溫度較高,系統的旁通管不承擔混水的作用,僅起到系統初次運行系統清洗、分配站檢修時防止一次管網凍裂的作用。
供熱系統是個系統工程,供熱節能要從全盤進行考慮,不能單獨只做某一方面的節能,從源頭到末端相互匹配,對熱力站耗電量、耗熱量及耗水量嚴格把控,做到精打細算,使熱力站的能耗減少。