和泰紫園小區(qū)庭院管網(wǎng)輸送效率的計(jì)算與分析

劉 旭 光

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司第三供熱分公司，山西 太原 030001)

1 概述

目前國內(nèi)供熱行業(yè)對于全網(wǎng)平衡特別是二次網(wǎng)末端水力平衡優(yōu)化調(diào)節(jié)方法，通常采用的是各換熱站自控系統(tǒng)根據(jù)室外溫度調(diào)節(jié)曲線進(jìn)行一次網(wǎng)流量、二次網(wǎng)回水溫度自動控制，即調(diào)節(jié)只調(diào)到各換熱站內(nèi)為止，各換熱站流量實(shí)現(xiàn)均衡合理分配。但未能很好地解決換熱站所帶支線管網(wǎng)熱力失調(diào)的問題，也就很難達(dá)到一個(gè)理想的工況和節(jié)能效果。

在城市化高速發(fā)展的今天，建筑能耗占全社會總能耗的1/4，而我國北方地區(qū)的供熱能耗就占了建筑能耗的65%以上，有的地區(qū)甚至高達(dá)90%。

要想達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)，首先就是要找出在每個(gè)環(huán)節(jié)的能源耗損，然后找出哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了能源浪費(fèi)，最后每個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該減少到多少能源消耗才是合理水平。

本文主要以我分公司和泰紫園小區(qū)熱力站(以下簡稱和泰紫園)為研究對象，通過計(jì)算該小區(qū)庭院管網(wǎng)的輸送效率，從而得出它的一個(gè)能耗水平，為以后的節(jié)能降耗提供方向。

2 和泰紫園小區(qū)的基本情況

2.1 和泰紫園熱力站的概況

和泰紫園熱力站一次網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力為1.6 MPa，供、回水溫度為130 ℃/70 ℃，其中地暖系統(tǒng)按加大板式換熱器面積設(shè)計(jì)，供、回水溫度為130 ℃/48 ℃。二次網(wǎng)分為地暖低區(qū)、地暖高區(qū)兩個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壓力分別為1.0 MPa/1.6 MPa，供、回水溫度為55 ℃/45 ℃。

該站地暖低區(qū)的循環(huán)泵型號為NBG200-150-400/375(Q=411 m3/h，H=45.99 m，N=75 kW),地暖高區(qū)的循環(huán)泵型號為NBG200-150-400/375(Q=348 m3/h，H=48.73，N=75 kW)。

2.2 和泰紫園小區(qū)的庭院管網(wǎng)情況

和泰紫園小區(qū)一共有A，B，C，D，E，F(xiàn)六座住宅樓，熱力站高、低區(qū)的進(jìn)出口管徑為DN200，住宅樓的樓棟管徑均為DN80，為同程式管網(wǎng)，庭院管網(wǎng)圖見圖1。

3 和泰紫園庭院管網(wǎng)輸送效率的計(jì)算

3.1 輸送效率的計(jì)算方法

和泰紫園熱力站所轄建筑為節(jié)能建筑，該站住宅建筑的設(shè)計(jì)供熱面積為128 046.70 m2。該小區(qū)的戶用熱量表為合肥瑞納公司生產(chǎn)的戶用超聲波熱量表。

計(jì)算的數(shù)據(jù)來源于公司供熱計(jì)量系統(tǒng)上所采集的數(shù)據(jù)，戶用熱量表每日每塊表抄表次數(shù)為4次，戶用熱量表的安裝示意圖見圖2。

輸送效率反映了供熱介質(zhì)在輸配過程中的熱損失程度。根據(jù)JGJ 132—2001采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱為標(biāo)準(zhǔn))，輸送效率的計(jì)算公式為:

其中，ηm,t為庭院管網(wǎng)的輸送效率；Qm,J為檢測持續(xù)時(shí)間內(nèi)在第j個(gè)熱力入口處測得的熱量累計(jì)值,kWh；Qm,t為檢測持續(xù)時(shí)間內(nèi)在熱力站總管處測得的熱量累計(jì)值,kWh;j為熱力入口的序號。

3.2 影響庭院管網(wǎng)輸送效率的主要因素

1)管道的保溫。供熱管道保溫是為了減少供熱管道及其附件、設(shè)備等向周圍環(huán)境散失熱量的措施。作用是減少供熱介質(zhì)在輸送過程中的熱量損失，節(jié)約燃料，保證供熱質(zhì)量，以滿足用戶的需要。保溫材料應(yīng)具有熱導(dǎo)率小，吸水性低,機(jī)械強(qiáng)度較高,在使用溫度范圍內(nèi)不變形、不變質(zhì)、可燃性小、不腐蝕金屬，易于施工成型和成本低廉等特點(diǎn)。2)管道的敷設(shè)方式。供熱管道的敷設(shè)方式一般分為地上敷設(shè)和地下敷設(shè)。地上敷設(shè)按照支架的高度不同，又分為高、中、低支架敷設(shè)。地下敷設(shè)分為地溝敷設(shè)和直埋敷設(shè)。3)管道的腐蝕程度。供熱管道受到腐蝕后，管道內(nèi)壁的粗糙程度隨之增加，從而加大摩擦，降低管道的流通性。4)供熱半徑。供熱半徑指的是從熱源到最遠(yuǎn)用戶的管道長度，庭院熱力站供熱半徑一般在500 m左右。5)庭院管網(wǎng)的失水率。庭院管網(wǎng)的失水主要原因有事故失水、人為放水,以及熱網(wǎng)附件正常的“跑、冒、滴、漏”等。

4 庭院管網(wǎng)輸送效率及失水率的計(jì)算

4.1 庭院管網(wǎng)輸送效率

計(jì)量供熱面積為當(dāng)月的實(shí)際用熱面積，剔除不用熱的用戶面積；每月熱計(jì)量耗熱量為熱計(jì)量系統(tǒng)中，當(dāng)月每個(gè)用戶熱量表的耗熱量之和；采暖季熱計(jì)量耗熱量為每月熱計(jì)量耗熱量的匯總；熱力站一次網(wǎng)耗熱量為一次網(wǎng)供回水溫度和流量的乘積之和。

該小區(qū)的運(yùn)行面積為99 496.69 m2。通過對其2018年—2019年度采暖季每月的運(yùn)行數(shù)據(jù)匯總，得出該站的綜合利用效率為78.1%，見表1。

表1 和泰紫園小區(qū)耗熱量統(tǒng)計(jì)表

和泰紫園熱力站庭院管網(wǎng)輸送效率=7 358 954.75/9 424 525.70=78.1%。

4.2 庭院管網(wǎng)的運(yùn)行失水率

2018年—2019年度采暖季該小區(qū)的補(bǔ)水量為0.03 t/h,循環(huán)流量為185.6 m3/h，失水率為0.03/185.6=0.016%，折合萬平米失水率為0.03×10 000/99 496.69=0.003 t。由于該小區(qū)為新建建筑，運(yùn)行期間的事故失水、“跑、冒、滴、漏”等情況造成的失水量很少。

5 結(jié)語

通過對該小區(qū)的庭院管網(wǎng)輸送效率的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)庭院管網(wǎng)的輸送效率不滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的要求，說明供熱介質(zhì)在輸送過程中熱損失嚴(yán)重。

由于失水率較低，經(jīng)過現(xiàn)場勘查與分析，造成輸送效率低的原因及改造措施如下：1)庭院管網(wǎng)的供、回水溫差沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值。根據(jù)GB/T 50893—2013供熱系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，二次網(wǎng)的供、回水溫差應(yīng)在10 ℃～15 ℃范圍內(nèi)，而實(shí)際運(yùn)行溫差為33.41 ℃-29.09 ℃=4.32 ℃，實(shí)際運(yùn)行溫差不在要求的范圍內(nèi)。建議增設(shè)吸收式換熱機(jī)組，增加管網(wǎng)的供、回水溫差。2)管網(wǎng)的水力失調(diào)嚴(yán)重，流量分配不合理。比如：F樓低區(qū)2單元的水力平衡度為72.7%，而A樓高區(qū)1單元的水力平衡度為151.0%，有50%的水力平衡度沒有在正常范圍內(nèi)。由于部分樓棟的流量偏大，造成了能源浪費(fèi)。建議通過增設(shè)樓棟平衡閥對庭院管網(wǎng)進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)。3)管道保溫。該小區(qū)的一部分管道為直埋敷設(shè)，一部分為地下車庫的架空敷設(shè)，位于地下室的架空管道被人為破壞，對于被破壞的管道，應(yīng)及時(shí)更換絕熱性能良好的保溫材料，并確保保溫材料緊貼在管道上。