某大型供熱管網改造設計優化選擇

齊玲

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2106-5640-8521

摘? 要：隨著供熱技術的不斷進步和發展，近幾年出現了許多新的供熱方式，在一些工程的應用中取得了較好的供熱效果。但并不是最新的技術、最新的理念就適合每個項目。本次設計針對本鋼二電供熱管網改造的具體項目，從實際出發，對老舊小區的管網改造方案進行對比分析，從而選擇更為優化、合理、經濟的供熱方案，最大限度地滿足供熱需求。

關鍵詞：低溫水供熱管網? 高溫水供熱管網? 高溫熱源? 循環水泵 補水泵 分布式變頻水泵

中圖分類號：TU995.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）06（b）-0010-03

Optimal Selection of the Renovation Design of a Large Heating Pipeline Network

QI Ling

（Shenyang Thermal Engineering Design and Research Institute，Shenyang，Liaoning Province，110014? China）

Abstract： With the continuous progress and development of heating technology， many new heating methods have appeared in recent years， and good heating effects have been achieved in the application of some projects. But the latest technologies and concepts are not suitable for each project. This design aims at the specific project of the transformation of the second electricity heating pipe network of Ben Gang Group Corporation from the reality， compares and analyzes the pipe network transformation schemes of the old community， so as to select a more optimized， reasonable and economic heating scheme to meet the heating demand to the greatest extent.

Key Words： Low temperature water heating pipe network; High temperature water heating pipe network; High temperature heat source; Circulating water pump supplementary; Water pump; Distributed variable frequency water pump

近年來，隨著北方一些發電廠的關停，其負擔的供熱管網將就近接入其他熱源的管網或新建熱源。管網的接入形式將根據不同項目的特點通過對不同設計方案進行比較、分析后選擇最合理、經濟的設計，滿足供熱需求。

1? 項目背景

2015年以前本鋼發電廠二電車間安裝有3臺85t/h的蒸汽鍋爐（每臺鍋爐產汽量70t/h，蒸汽壓力2.8MPa）和2臺15 000kW的抽凝式汽輪發電機組，實現熱電聯產。冬季汽輪發電機組發出的電力供本廠使用，多余的電量上網。供熱由以下兩個系統組成。

系統一：將汽機0.8～1.27MPa的抽汽送至廠區內的燒結及一鐵換熱站，換熱站內安裝了汽水換熱器、熱網循環泵、補水定壓泵等。熱網回水經除污器進入熱網循環泵，加壓后進入汽水換熱器，溫度由45℃被加熱到55℃后送入熱網，然后進入各熱用戶的散熱器。該系統向水泥網供暖，供暖面積約為65萬m2。該系統向一鐵網供暖，供暖面積約為24萬m2。

系統二：采用降低汽機冷凝器真空度，提高冷凝水溫度，從而提高循環冷卻水溫度，利用汽機冷凝器循環冷卻水，低溫大流量直供的方式供暖。循環冷卻水回水溫度32℃，通過循環水泵加壓后，在冷凝器中與冷凝水換熱溫度升至42℃后，通過熱網直接向用戶供熱。該系統供熱區域為二電網供暖，供暖面積約為101萬m2。

熱電廠合計供熱面積190萬m2。

管網總長度58 145延長米，平均使用年限為25年。其中，二電余熱水供熱管網主干線最大管徑為DN700mm，管網總長度28 567m;水泥片區供熱管網主干線最大管徑為DN700mm，管網總長度22 918m;一鐵片區供熱管網主干線最大管徑為DN500mm，管網總長度6660m。

由于該熱網敷設年限已到達到25年，管網老化嚴重，失水率高，且供熱系統屬于低溫差大流量直供系統，管網面積較大，沒有統一的分段、分片管理，漏水點較難排查，去年一個采暖季平均失水率達到500t/h，直接經濟損失就達到2850萬元。本溪低區地勢高差較大，在熱網與熱用戶的連接上，沒有系統考慮分區供熱，每年都有大量的暖氣片爆裂現象，供熱質量差。

針對上述情況，該190萬m2的低溫水管網必須進行供熱形式的徹底改造。

2? 本次項目熱源概況

本鋼發電廠二電車間建于1937年，鍋爐是日本艦載鍋爐，86t/h中溫中壓蒸汽鍋爐，至今已運行78年，設備嚴重老化，出力小、耗煤量大、耗電量大，靜電除塵器除塵效率低，沒有脫硫設施，環境污染嚴重。2015年該車間被列入拆除的名單中。

隨著本鋼發電廠二電車間的關停，本項目熱源為2015年在本溪市溪湖區建設的4臺70MW的高溫熱水鍋爐房，該熱源建成后，最終將能達到400萬m2的供熱能力。目前該項目已經安裝了2臺70MW的高溫熱水鍋爐，且已于2015年對本項目供熱范圍內的190萬m2進行了供熱。

2015年，由于時間、人力等原因并沒有對管網進行改造，而是在熱源處建設了一座具有190萬m2換熱能力的大型換熱站，該換熱站內設5臺板式換熱器、5臺循環水泵、2臺補水泵，將2臺70MW的高溫熱水鍋爐產生的130℃/70℃的高溫水換熱成65℃/50℃的低溫水對原有管網進行供熱。

3? 本次項目供熱方案

由于本次設計190萬m2改造區域范圍內均為低溫水直接連接的供熱管網，熱水管網循環水量達到7000t/h，管網輸送距離約為4km，累計沿程阻力較大，容易引起管網失衡。且目前該管網失水率較大，平均為500t/h，造成了嚴重的經濟損失。因此，本次設計熱源與熱用戶之間采用間接連接方式。間接連接方式具有便于管理、易于調節的優越性，而且通過提高一次熱水管網的供回水溫差，可以減小一次熱水管網的通徑，大量節約投資;再者，使一次熱水管網不受熱用戶干擾，減少失水率，使整個系統運行平穩、安全可靠。

由于2015年特殊的供熱情況，新建的高溫熱源與低溫水直接供熱管網無法連接，為了保證供熱，在熱源處設計了一座首站，該首站內設5臺板式換熱器、5臺循環水泵、2臺補水泵，將2臺70MW的高溫熱水鍋爐產生的130/70℃的高溫水換熱成65/50℃的低溫水對原有管網進行供熱。

由于該首站現已存在，本著合理利用資源，減少浪費的原則，本次設計考慮利用現有首站的供熱方式，對首站內的換熱器進行調整，將高溫熱水鍋爐產生的130/70℃的高溫水換熱成供回水溫差較大、供水溫度較高的一級網熱水進行供熱[1]。

在管網與熱力站的連接方式上提出如下2種熱網連接方案。

3.1 連接方案一

考慮利用首站內現有的熱網總循環泵[2]。

目前首站內設置的循環水泵為5臺，均為流量1623.6t/h、揚程112m、電機功率630kW。補水泵為3臺，均為流量412t/h、揚程39m、電機功率75kW。根據改造后的設計供回水溫度，熱網所需循環流量約為2324t/h，補水量為循環水量的1%，管網阻力約為70m。故現有的2臺循環水泵就能滿足改造后管網的要求。補水泵也可以滿足最高點熱力站不倒空和改造后熱網的補水量的要求，故首站內的設備可以完全利用，詳見圖1。

3.2 連接方案二

不考慮利用首站內現有的熱網總循環泵，系統采用分布式變頻二級泵系統[3]。

分布式變頻二級泵系統就是在首站內設置一級主循環泵，負責首站內循環流量及循環動力，一級泵的揚程按照首站內阻力計算;在各個換熱站內設置配有變頻調速裝置的二級循環泵，負責各換熱站循環流量及克服外線和換熱站的循環阻力，各二級泵的揚程為各換熱站內一次側阻力和本站與壓差控制點之間管線阻力之和。分布式變頻二級泵是用換熱站內的二級泵取代了傳統系統中換熱站內的一次水調節閥，由原來在閥門上消耗多余的資用壓頭，轉變為用二級泵提供必要的資用壓頭[4]。采用此方式時，還可在換熱站內配置由氣候補償器調節的變頻控制器，使二級循環泵達到按照用戶需求從系統中取熱的目的，詳見圖2。

3.3 方案對比

2個方案對比見表1。

根據以上2種方案的比較，雖然方案一比方案二的電機使用功率高，但是由于本次改造項目為老舊小區，熱負荷均已存在，無分期建設，且供熱最遠半徑僅為3km。故無論是在首站內設置總循環泵，還是采用二級泵系統，電機使用功率并沒有很大差別，且本著合理利用首站內的現有資源，減少投資，本項目采用方案一進行實施。目前該項目已根據方案一進行實施且已運行2年，運行穩定，供熱效果顯著[5-6]。

4? 結語

隨著供熱技術的不斷進步和發展，近幾年出現了許多新的供熱方式，在一些工程的應用中取得了較好的供熱效果，但并不是最新的技術、最新的理念就適合每個項目。尤其針對一些老舊小區的改造項目，應根據項目的實際情況，多方案分析，最終選擇合理的改造方案滿足供熱要求，方案的選擇要做到安全可靠、運行穩定、便于調節、節約成本。

參考文獻

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