導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇供熱系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1、概述

供熱用戶實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)[1]以后，必須要有相應(yīng)的熱量可調(diào)節(jié)的手段，否則不能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。目前實(shí)現(xiàn)用戶熱量可調(diào)節(jié)的技術(shù)主要是在用戶室內(nèi)的各散熱器支管上安裝自力式溫度電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用戶可以根據(jù)個(gè)人生活習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)條件在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥上設(shè)定所需溫度。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝與調(diào)節(jié)方式主要有雙通閥和三通閥兩種方式，針對(duì)這兩種方式供熱系統(tǒng)也要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)方案。

2、熱力運(yùn)行分析

2.1 用戶分析

2.1.1 安裝雙通閥的室內(nèi)系統(tǒng)

每一臺(tái)散熱器都裝有一只自力式雙通溫控閥，如圖1（a）所示，此系統(tǒng)適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用雙通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)就成為了變流量系統(tǒng)。根據(jù)流體因磨擦阻力所造成的能量損失可得

（1）式中：、供、回水壓力；流體密度；摩擦系數(shù)；管路直徑；供、回水平均流速。變換（1）式則可得：（2）。式中：是供、回水壓差；是局部阻力系數(shù)；是供回水流量。根據(jù)室內(nèi)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行情況結(jié)合（2）式進(jìn)行分析，可以看出供回水流量的變化是用戶系統(tǒng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)作用，而且是在主動(dòng)調(diào)節(jié)局部阻力系數(shù)后變化的。供回水壓差的變化則取決于熱網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)，循環(huán)泵恒速運(yùn)行時(shí)的變化較小，循環(huán)泵變速運(yùn)行時(shí)的變化則會(huì)較大。

2.1.2 安裝三通閥的室內(nèi)系統(tǒng)

每一臺(tái)散熱器都裝有一只自力式三通溫控閥，如圖1（b）所示，此系統(tǒng)適用于室內(nèi)垂直系統(tǒng)，也適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用三通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)的流量變化很小，可以認(rèn)為是恒流量系統(tǒng)。但是要有部分高溫供水直接流入熱網(wǎng)回水管，造成一定的能量浪費(fèi)。

下面針對(duì)以上兩種室內(nèi)系統(tǒng)的熱量調(diào)節(jié)方案對(duì)熱網(wǎng)的運(yùn)行工況進(jìn)行分析。

2.2 熱網(wǎng)分析

輸送熱力的熱網(wǎng)循環(huán)泵按兩種運(yùn)行方案進(jìn)行討論，一種是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，另一種是變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。熱網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行方案與室內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行方案進(jìn)行組合就會(huì)產(chǎn)生四種運(yùn)行方案。

2.2.1 室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速

室內(nèi)系統(tǒng)變流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱器溫控閥阻力的變化，使得管網(wǎng)的

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十一五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。

阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，量為時(shí)，熱網(wǎng)阻力系數(shù)會(huì)變化為，循環(huán)泵出口揚(yáng)程也會(huì)增加到。顯然系統(tǒng)的工作點(diǎn)是沿著水泵的工作

特性曲線變化的，在最低供熱負(fù)荷時(shí)熱網(wǎng)的流量可能會(huì)變得很小，流量太小熱源是否能夠承受需進(jìn)行綜合分析研究。

另外從節(jié)能的角度研究，恒轉(zhuǎn)速水泵在循環(huán)泵流量減小后，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載變小，其消耗的電能量也會(huì)減小。參考文獻(xiàn)中給出了節(jié)流方式調(diào)節(jié)離心式泵類負(fù)載時(shí)的電機(jī)輸入功率計(jì)算公式，如下式所示

（3）式中：是流量為時(shí)循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)消耗的功率，是循環(huán)泵的額定流量，是循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)的額定功率。由（3）式可以推出其節(jié)能率公式（4）式

（4）式中：是流量為時(shí)循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)節(jié)電的功率。根據(jù)（4）式可計(jì)算出幾種流量下水泵電機(jī)的節(jié)能率，當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為；當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為。

此種方案也是節(jié)能的，但是流量越小其節(jié)能效果越不明顯，理論上計(jì)算零流量時(shí)的節(jié)能率為0.55。

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關(guān)鍵詞　計(jì)量供熱 雙管系統(tǒng)室外 供熱系統(tǒng) 供熱調(diào)節(jié)

計(jì)量供熱按熱量計(jì)量是建筑節(jié)能的一項(xiàng)基本措施，是我國(guó)集中供熱發(fā)展趨勢(shì)。建設(shè)部提出，在城市供熱住宅中推行分室控溫，分戶計(jì)量。

天津市在計(jì)量供熱設(shè)計(jì)方面積極探索，經(jīng)過(guò)各有關(guān)部門多年實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。編制了《集中供熱住宅計(jì)量供熱設(shè)計(jì)規(guī)程》，總結(jié)計(jì)量供熱技術(shù)成果，規(guī)范住宅供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在規(guī)程中，提出新建集中供熱住宅，應(yīng)按照按戶分環(huán)，分室控溫的計(jì)量供熱方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用戶用熱量表計(jì)量方式時(shí)，應(yīng)采用熱表到戶，一戶一表形式。在多層或高層住宅內(nèi)，采用下分式雙管系統(tǒng)，設(shè)共用供回水立管，連接各層戶內(nèi)系統(tǒng)。為了傳統(tǒng)的雙管垂直制式系統(tǒng)加以區(qū)別，本文將這種系統(tǒng)稱為"新雙管"系統(tǒng)。在供熱設(shè)計(jì)實(shí)踐中，這一系統(tǒng)已經(jīng)逐步被采用。本文通過(guò)對(duì)"新雙管"系統(tǒng)主要特點(diǎn)的分析，探討與之匹配的室外供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制策略，以期在工程實(shí)踐中使這一系統(tǒng)更加完善。

一、"新雙管"系統(tǒng)分析

圖1　"新雙管"系統(tǒng)

1．建筑物內(nèi)系統(tǒng)（圖1）

建筑物內(nèi)供暖系統(tǒng)為下分式雙管系統(tǒng)，系統(tǒng)的不平衡率K

（1）

式中：ΔP1--首層環(huán)路的資用壓頭 Pa

ΔP2--頂層環(huán)路的資用壓頭 Pa

（2）

式中：ΔP1h--首層環(huán)路中戶內(nèi)系統(tǒng)的資用壓頭 Pa

ΔP2h--頂層環(huán)路中戶內(nèi)系統(tǒng)的資用壓頭 Pa

ΔPy--主立管沿程阻力 Pa

ΔPg--主立管局部阻力 Pa

H--頂層散熱器與首層散熱器之間的高差 m

h--重力水頭 Pa/m

取ΔPg =0.5ΔPy，且在85℃/60℃工況下，每米垂直供回水管產(chǎn)生的附加壓頭為143Pa。

（3）

將（3）代入（1），

（4）

一般來(lái)說(shuō)，"新雙管"系統(tǒng)各層戶內(nèi)系統(tǒng)形式一致，資用壓頭基本相同。在正常運(yùn)行之前，對(duì)戶內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，使 這時(shí)，

（5）

當(dāng)主立管的阻力能夠抵消由于溫差和高差產(chǎn)生的重力水頭時(shí)，K趨于0，最利于平衡。

這時(shí)，1.5ΔPy =143H，又ΔPy =2HΔPj（ΔPj為主立管上的平均沿程比摩阻）

"新雙管"系統(tǒng)中，由于戶內(nèi)管道系統(tǒng)的阻力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)中的僅接一組散熱器的阻力值。由（4）式知，ΔP1比較大，有利于系統(tǒng)平衡。

由以上分析可知，此系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中認(rèn)真進(jìn)行水力計(jì)算，調(diào)整管徑克服重力水頭影響，可徹底解決水力失調(diào)問題。避免了傳統(tǒng)雙管"上熱下冷"這種逐層溫降的不均勻性。

2．戶內(nèi)系統(tǒng)（圖1）

戶內(nèi)供暖系統(tǒng)宜采用雙管系統(tǒng)。在雙管系統(tǒng)中，散熱器進(jìn)出口溫差大，流量對(duì)散熱器的影響大，容易通過(guò)溫控閥制散熱器的散熱量，便于調(diào)節(jié)。而且，這種系統(tǒng)是個(gè)變流量系統(tǒng)，可以根據(jù)熱用戶的要求進(jìn)行量調(diào)節(jié)。

溫控閥除了調(diào)節(jié)室溫，恒定室溫外，還可以通過(guò)改變閥門的流量大小平衡系統(tǒng)，解決水力失調(diào)問題。在雙管系統(tǒng)中選有高阻值的可預(yù)調(diào)節(jié)自力式溫控閥，其調(diào)節(jié)性較好，能實(shí)現(xiàn)室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)。并且系統(tǒng)正常運(yùn)行之前，可對(duì)溫控閥進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。正是由于增加了溫控閥，熱能表等高阻值設(shè)備，戶內(nèi)系統(tǒng)水平并聯(lián)的各組散熱器才能保持平衡，新雙管系統(tǒng)才能更好運(yùn)行。

二、運(yùn)行調(diào)節(jié)

實(shí)施分戶熱計(jì)量后，"新雙管"供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能大大增強(qiáng)，用戶根據(jù)自己的需求調(diào)節(jié)溫控閥，通過(guò)改變散熱器的流量大小來(lái)調(diào)節(jié)從熱量，從而控制室內(nèi)溫度。由于溫控閥的主動(dòng)調(diào)節(jié)，使熱網(wǎng)水力工況變化很大，室外供熱系統(tǒng)要有完善的調(diào)節(jié)控制措施和高水平的運(yùn)行管理，才能適應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)變流量運(yùn)行的需要。

我國(guó)傳統(tǒng)常規(guī)的室外供熱系統(tǒng)多采用集中式熱力站，供熱管網(wǎng)分為一級(jí)管網(wǎng)和二級(jí)管網(wǎng)。供熱系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)是質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)相結(jié)合，根據(jù)供熱負(fù)荷發(fā)生變化（如室外氣溫變化）采用質(zhì)調(diào)節(jié)，再根據(jù)熱用戶末端負(fù)荷變化采用量調(diào)節(jié)。供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是保障供熱計(jì)量的前提，為避免整個(gè)供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)，要采取各種嚴(yán)格的措施。

1．建筑物熱力入口（圖2）

圖2 建筑物熱力入口

對(duì)于"新雙管"系統(tǒng)，由于溫控閥的主動(dòng)調(diào)節(jié)，室內(nèi)系統(tǒng)壓力和流量隨時(shí)變化。如某一用戶的溫控閥關(guān)小，相對(duì)應(yīng)的管路流量減少，造成總流量減少，干管上壓力損失也相應(yīng)減少。這樣，外網(wǎng)給這個(gè)用戶所提供的資用壓頭將增加。在熱力入口設(shè)自力式差壓控制閥，可以根據(jù)壓差的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，使外網(wǎng)提供的用戶資用壓頭基本保持不變，保證系統(tǒng)在調(diào)節(jié)運(yùn)行中有平衡的水力工況。雙管系統(tǒng)散熱器間為并聯(lián)狀態(tài)，在定壓差控制時(shí)，任意調(diào)節(jié)，流量都可以滿足用戶需要。

2．二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)（圖3）

由于溫控閥的主動(dòng)調(diào)節(jié)，二次網(wǎng)是個(gè)變流量系統(tǒng)，二次網(wǎng)循環(huán)泵應(yīng)采用變頻調(diào)速控制，及時(shí)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，適應(yīng)室內(nèi)系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能目的。

圖3 外網(wǎng)壓力控制示意

為了保證熱量充分供應(yīng)，要求在任何時(shí)候用戶都有足夠的資用壓頭，可以采用供回水定壓差控制。把供熱網(wǎng)某用戶的供回水壓差作為壓差控制點(diǎn)。當(dāng)各個(gè)用戶所要求的次用壓頭相同時(shí)，壓差控制點(diǎn)選在最遠(yuǎn)用戶處：當(dāng)各個(gè)用戶所要求的資用壓頭不同時(shí)，壓差控制點(diǎn)選在要求資用壓頭最大的用戶處，其壓差設(shè)定值為所要求的最大資用壓頭。在運(yùn)行中保證該用戶的供回水壓差不變。比如說(shuō)，由于熱用戶的調(diào)節(jié)導(dǎo)致流量減少，壓差控制點(diǎn)的壓差升高，降低循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，恢復(fù)其壓差設(shè)定值。

3．一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)（圖3）

由熱源至熱力站的一級(jí)管網(wǎng)，宜采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式。根據(jù)采暖期室外溫度的變化，可將采暖期分為不同階段。在不同階段調(diào)整鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)和后來(lái)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，分階段改變一級(jí)管網(wǎng)循環(huán)流量。同時(shí)根據(jù)室外溫度的變化，改變熱源的從回水溫度。這樣可保證熱源的安全運(yùn)行，又達(dá)到理想的節(jié)能效果。

應(yīng)該注意的是，我們希望二次網(wǎng)的供水溫度只與室外溫度有關(guān)，不因一些用戶的調(diào)節(jié)而改變，影響其他用戶。這樣，熱力站內(nèi)應(yīng)充溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。氣溫補(bǔ)償器給出隨室外溫度變化的水溫調(diào)節(jié)曲線，對(duì)應(yīng)一個(gè)室外溫度，有一個(gè)供水溫度的給定

值。當(dāng)室內(nèi)某些溫控閥動(dòng)作時(shí)，二次網(wǎng)的供水溫度就會(huì)發(fā)生變化，氣溫補(bǔ)償器就會(huì)通過(guò)信號(hào)動(dòng)作，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)通過(guò)換熱器流量，使二次網(wǎng)供水溫度保持在設(shè)定的運(yùn)行曲線上。

集中供熱分戶計(jì)量作為一種新型的供熱模式有很好的發(fā)展前景，在節(jié)能方面相比傳統(tǒng)的供熱方式有明顯的優(yōu)勢(shì)。本文所分析的"新雙管"供熱系統(tǒng)是這種新型的供熱模式之一，在實(shí)踐中，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)完善。做為年輕的工程設(shè)計(jì)人員，希望能以此向同行師長(zhǎng)求教。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞： 供熱系統(tǒng)改進(jìn)措施水力平衡

1、提高認(rèn)識(shí)、轉(zhuǎn)變觀念

一些先進(jìn)的供熱企業(yè)供熱系統(tǒng)每平方建筑面積的電耗只有0.7元~1.2元。而許多供熱企業(yè)卻超過(guò)了先進(jìn)企業(yè)的幾倍，電能浪費(fèi)非常嚴(yán)重。而對(duì)這些情況往往又錯(cuò)誤的認(rèn)為是正常的，甚至錯(cuò)誤地認(rèn)為電費(fèi)只占供熱成本的一小部分，不用計(jì)較，許多企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)或工程技術(shù)人員又“視而不見”或“聽之任之”，處在一種麻木的狀態(tài)下。他們不去同其它企業(yè)比較，不向先進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，使企業(yè)一直處在高電耗的情況中，造成了運(yùn)行成本過(guò)高。所以我們必須轉(zhuǎn)變目前對(duì)電能浪費(fèi)的麻木性、嚴(yán)重性和普遍性的觀念，提高認(rèn)識(shí)。

2、集中供熱系統(tǒng)高耗電中的人為因素

2.1、不合理的設(shè)計(jì)及設(shè)備選型造成電能浪費(fèi)

一些設(shè)計(jì)人員“墨守成規(guī)”或生搬硬套，憑經(jīng)驗(yàn)不加分析、計(jì)算地搞設(shè)計(jì)。如多臺(tái)泵并聯(lián)或水泵揚(yáng)程偏高，脫離實(shí)際需要等問題。

2.2、不合理的技術(shù)整改措施造成的電能浪費(fèi)

一些供熱企業(yè)的有關(guān)人員在供熱系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)技術(shù)問題而影響供熱質(zhì)量時(shí)，不做認(rèn)真的分析研究，而是憑經(jīng)驗(yàn)、憑感覺采取了更換用電設(shè)備或盲目增加用電設(shè)備的方法。雖然使問題有了一定程度的改善，卻進(jìn)一步浪費(fèi)了大量的電能。如熱網(wǎng)水力失調(diào)，不去調(diào)網(wǎng)，卻增加循環(huán)水泵臺(tái)數(shù)或更換大泵。

2.3、運(yùn)行管理不善造成的電能浪費(fèi)

還有一些其它原因，如對(duì)供熱設(shè)備的使用條件認(rèn)識(shí)不清或運(yùn)行管理不到位，造成系統(tǒng)循環(huán)阻力增加等，都可造成電能白白浪費(fèi)掉。

由以上的情況可知，供熱系統(tǒng)的節(jié)電潛力是非常大的，必須引起重視。但要想節(jié)電還必須從供熱系統(tǒng)的各組成部分如：熱源、熱網(wǎng)、熱力站、熱用戶，從供熱系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)如：設(shè)計(jì)、施工、以及運(yùn)行管理、技術(shù)改造等全方位地分析問題，研究問題，找出各方面的主要矛盾，從而采取綜合措施，達(dá)到最大程度的節(jié)約電能。

3、集中供熱節(jié)能改進(jìn)措施

3.1、合理控制供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)

所謂水力失調(diào)，就是管網(wǎng)各處實(shí)際流量與所需流量不一致。任何一個(gè)供熱系統(tǒng)都不可能通過(guò)設(shè)計(jì)、水力計(jì)算、管徑、管件及設(shè)備選型等，徹底解決運(yùn)行時(shí)的水力失調(diào)問題。任何一個(gè)供熱系統(tǒng)都必須在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行認(rèn)真地調(diào)節(jié)，才有可能逐步接近水力平衡。如果調(diào)節(jié)水力平衡的設(shè)備選擇不當(dāng)，使用不當(dāng)，調(diào)節(jié)的手段不先進(jìn)，不合格，甚至不進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)，供熱系統(tǒng)就一定會(huì)存在不同程度的水力失調(diào)問題。從而造成部分熱用戶室溫過(guò)高而浪費(fèi)了熱能，部分用戶室溫不達(dá)標(biāo)，影響了供熱質(zhì)量。而此時(shí)，許多供熱部門往往又錯(cuò)誤的采用更換循環(huán)水泵、加大循環(huán)水流量等辦法解決。雖然使水力工況在一定程度上有所改善，水力失調(diào)狀況有所減輕，但由此卻帶來(lái)了電能的大量浪費(fèi)，使供熱企業(yè)的運(yùn)行成本大大提高，同時(shí)使其它的節(jié)電措施無(wú)法實(shí)施。

應(yīng)該從根本上消除熱網(wǎng)的水利失調(diào)，才能確保用戶的供熱質(zhì)量。但以前消除水利失調(diào)的方法――人工調(diào)節(jié)關(guān)斷閥、調(diào)節(jié)閥或平衡閥的方法，不但給運(yùn)行調(diào)節(jié)人員帶來(lái)相當(dāng)大的工作量，而且根本無(wú)法使管網(wǎng)的水力失調(diào)得到徹底改善。采用自動(dòng)控制的方法又大大提高了熱網(wǎng)建設(shè)資金的投入。目前最好的辦法，是最近幾年來(lái)已開始普及的，在每個(gè)熱用戶的入口安裝恒流量調(diào)節(jié)閥或自力式流量控制閥的方法。只要按每個(gè)熱用戶需要的流量，一次性調(diào)節(jié)好，就可保證全網(wǎng)的水力平衡。它不但可保證流入每個(gè)熱用戶的循環(huán)水量與設(shè)計(jì)或?qū)嶋H需要一致，而且還會(huì)自動(dòng)消除熱網(wǎng)的剩余壓頭，保證熱網(wǎng)有良好的水力工況。

3.2、合理控制供回水溫差

根據(jù)熱量計(jì)算公式:Q=G×C×(Tg-Th)可知，當(dāng)供熱系統(tǒng)向熱用戶提供相同的熱量Q時(shí)，供回水溫差T=Tg-Th與循環(huán)水量G成反比例關(guān)系。在供熱系統(tǒng)管網(wǎng)一定的情況下當(dāng)供回水溫差提高到原來(lái)的兩倍時(shí)，系統(tǒng)循環(huán)水量也降至原來(lái)的二分之一，而循環(huán)水泵的功率要降至原來(lái)的八分之一（循環(huán)流量與水泵電功率成三次方關(guān)系）。由此可看出，提高供熱系統(tǒng)的供回水溫差，可大大降低運(yùn)行電耗。

目前，直供系統(tǒng)或間供系統(tǒng)的二次管網(wǎng)，也都存在著運(yùn)行溫差過(guò)小的問題。用戶的室內(nèi)采暖系統(tǒng)一般都按供回水溫差25℃設(shè)計(jì)，但實(shí)際運(yùn)行的溫差都在20℃以下，有的甚至只有10℃左右。因此存在著大量電能浪費(fèi)問題。二次管網(wǎng)和室內(nèi)采暖系統(tǒng)的節(jié)能潛力也很大。

3.3、供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵的選型及安裝

3.3.1、循環(huán)水泵揚(yáng)程應(yīng)符合實(shí)際

循環(huán)水泵揚(yáng)程過(guò)高既造成了電能浪費(fèi)，有時(shí)還使泵在超流量工況下工作，使電機(jī)過(guò)載，不得不在關(guān)小水泵出口閥門的狀況下工作，進(jìn)一步造成了電能的浪費(fèi)，可以使電耗超過(guò)實(shí)際需要的三倍以上。

造成水泵揚(yáng)程偏高的原因一般有兩種：

3.3.1.1錯(cuò)誤地把樓房高度加在循環(huán)水泵的揚(yáng)程中

一些人錯(cuò)誤地把采暖系統(tǒng)的樓房高度，作為選擇循環(huán)水泵揚(yáng)程的依據(jù)。他們把循環(huán)水泵的作用和補(bǔ)水定壓泵的作用混到了一起，不知道循環(huán)水泵的揚(yáng)程只是用來(lái)克服采暖系統(tǒng)的循環(huán)阻力，而補(bǔ)水定壓泵的揚(yáng)程是維持采暖系統(tǒng)所需靜水壓強(qiáng)。循環(huán)水泵的揚(yáng)程不應(yīng)負(fù)擔(dān)樓房的高度。這種錯(cuò)誤在某些地方還普遍存在著，是供熱理論和供熱常識(shí)普及不夠的結(jié)果。

3.3.1.2設(shè)計(jì)人員“寧大勿小”心理和習(xí)慣的后果

一般的設(shè)計(jì)人員都存在一個(gè)“寧大勿小”的心理，認(rèn)為所選的設(shè)備、各方面的參數(shù)大一些總比小了好，這樣不會(huì)出問題。而且有的人一直“墨守成規(guī)”，或不加思索，不加研究和鑒別地去參考別人的設(shè)計(jì)，或隨著大多數(shù)狀況走，這樣可不動(dòng)腦，可少犯錯(cuò)誤。這樣在選擇設(shè)備時(shí)就會(huì)死搬規(guī)程，或?qū)訉蛹哟a，最后再乘以一個(gè)安全系數(shù)，使所選水泵的揚(yáng)程超過(guò)實(shí)際很多。不但造成了大量的能源浪費(fèi)，而且往往給運(yùn)行帶來(lái)很大困難。如不關(guān)小出口閥門，電機(jī)就會(huì)超載。一般情況下，熱力站循環(huán)水泵揚(yáng)程大多都在8m--13m之間，供熱半徑大的也不超過(guò)18m，最小的只有6m左右。

3.3.2、應(yīng)該選擇單臺(tái)變頻水泵運(yùn)行

由泵的并聯(lián)工況可知，單臺(tái)泵運(yùn)行效率要高于多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行。但目前許多設(shè)計(jì)者都習(xí)慣選擇二開一備、三開一備，甚至多開一備的方式，有時(shí)不但達(dá)不到所需要流量，而且造成了電能的巨大浪費(fèi)。合理的設(shè)計(jì)是在每種工況下都是單臺(tái)泵運(yùn)行。因此可根據(jù)運(yùn)行的工況調(diào)節(jié)變頻器的頻率（改變水泵的轉(zhuǎn)速），就能得到我們想要的運(yùn)行參數(shù)。

3.3.3、循環(huán)水泵出口可不設(shè)止回閥

在給排水系統(tǒng)中，給水泵或排水泵出口設(shè)止回閥是必要的。因?yàn)檫@些系統(tǒng)都是開式系統(tǒng)，都是把水由低處往高處送,或者把水從低壓處送往高壓處。停泵時(shí)如果沒有止回閥，則水會(huì)倒流。而供熱系統(tǒng)是一個(gè)閉式系統(tǒng)，循環(huán)水泵的作用是克服網(wǎng)路的循環(huán)阻力，使水在網(wǎng)路中循環(huán)。當(dāng)水泵停止工作時(shí)，水泵兩側(cè)的壓力相等，不會(huì)作反向流動(dòng)。因此安裝止回閥只會(huì)增加網(wǎng)路的阻力，無(wú)謂的消耗電能，沒有任何作用。熱源和換熱站的循環(huán)水泵出口都可不設(shè)止回閥，但直供混水系統(tǒng)的混水泵和回水加壓泵，同補(bǔ)水系統(tǒng)與給水系統(tǒng)一樣，泵的出口應(yīng)設(shè)止回閥。

3.4、熱力站內(nèi)的節(jié)電措施

3.4.1、換熱設(shè)備的選型

換熱設(shè)備的選型也影響著二次網(wǎng)循環(huán)水泵的電耗。應(yīng)盡量減小換熱器的水循環(huán)阻力。經(jīng)研究得出的結(jié)論是：板式換熱器中水的流速應(yīng)控制在0.2-0.5m/s。也就是在選取板式換熱器時(shí)，使換熱器的換熱面積大一些，達(dá)到每平方米換熱面積供450-700m2的建筑面積為最佳。

3.4.2、應(yīng)在熱力站的一、二次網(wǎng)的除污器前后加裝壓力表

運(yùn)行人員應(yīng)經(jīng)常視察除污器前后的壓差，當(dāng)壓差超過(guò)0.02Mpa時(shí)，應(yīng)及時(shí)清掏或反沖除污器，以降低阻力損失，節(jié)約電耗。

3.4.3、分集水器應(yīng)拆除

目前在許多熱力站還都設(shè)有分水器和集水器，它不但增加了管網(wǎng)和熱力站的施工難度提高了造價(jià)，而且增加了運(yùn)行電耗。當(dāng)熱網(wǎng)水力工況利用恒流量調(diào)節(jié)閥或自力式流量控制閥進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)時(shí)，已不需要分層次調(diào)節(jié)各分支點(diǎn)的調(diào)節(jié)閥了，只是在用戶終端一次性調(diào)節(jié)恒流量調(diào)節(jié)閥的流量，就可以使全網(wǎng)達(dá)到水力平衡。因此分集水器就更沒有必要繼續(xù)存在下去了。

3.5、供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)電措施

3.5.1、供熱系統(tǒng)最好不要采用直供形式，盡量采用間供形式或直供混水形式，才能減少循環(huán)水泵的運(yùn)行電耗。

3.5.2、供熱管網(wǎng)的管徑大小與建設(shè)投資成正比，與運(yùn)行電耗成反比。但同時(shí)也與城市供熱發(fā)展規(guī)劃密切相關(guān)，有時(shí)供熱的發(fā)展會(huì)超出規(guī)劃的設(shè)想。因此為了節(jié)電，為了給今后供熱發(fā)展留出充分的空間，熱網(wǎng)的管徑在建設(shè)資金允許的條件下，應(yīng)盡量大一些，經(jīng)濟(jì)比摩阻最好控制在30-50Pa/m。這樣還可以同時(shí)提高管網(wǎng)的水力穩(wěn)定性。

3.5.3、采用環(huán)狀管網(wǎng)供熱

環(huán)狀管網(wǎng)不但可以自動(dòng)優(yōu)化水利工況，平衡供熱效果，同時(shí)還可以減少管網(wǎng)事故對(duì)供熱的影響。因此，在有條件的地方可以把支狀管網(wǎng)連成環(huán)狀管網(wǎng)，也相當(dāng)于加大了某些管段的管徑，既有利于節(jié)電，又可提高供熱質(zhì)量。

篇4

關(guān)鍵詞：供熱可靠性，探討

 

近年來(lái)，隨著城市供熱事業(yè)的迅速發(fā)展，集中供熱大面積實(shí)行，對(duì)提高能源利用效率、改善大氣環(huán)境、提高居民生活質(zhì)量、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境發(fā)揮了重要作用。然而由于煤炭?jī)r(jià)格不斷上漲，熱價(jià)未作及時(shí)調(diào)整，供熱企業(yè)虧損嚴(yán)重，供熱工作遇到困難加大，保證群眾冬季采暖的形勢(shì)十分嚴(yán)峻。但是，為了讓所有老百姓都能過(guò)上一個(gè)溫暖的冬天， 我們必須做好城市供熱工作。。確保群眾冬季采暖，要從講政治、保民生、促和諧的高度，進(jìn)一步提高對(duì)城市供熱工作重要性的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)調(diào)查研究，制定有效措施，早謀劃、早行動(dòng)、早落實(shí)，防患于未然。

目前，對(duì)城市供熱的要求，已不僅僅在于規(guī)模不斷擴(kuò)大，而是對(duì)供熱系統(tǒng)的合理性，經(jīng)濟(jì)性，特別是供熱系統(tǒng)供熱可靠性提出了更高的要求。

1 供熱系統(tǒng)的可靠性

隨著供熱事業(yè)的發(fā)展，規(guī)模的擴(kuò)大，熱源的多樣化，復(fù)雜系統(tǒng)的出現(xiàn)，在20世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)學(xué)者就對(duì)熱網(wǎng)的可靠性理論進(jìn)行較系統(tǒng)的研究，對(duì)供熱系統(tǒng)提出了可靠性的要求。于是在供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)中都要求對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行定量的分析和估計(jì)。可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)是設(shè)計(jì)和選擇供熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式的依據(jù)，是供熱系統(tǒng)可靠性計(jì)算的核心。

供熱系統(tǒng)或其元部件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力稱為供熱系統(tǒng)或其元部件的可靠性。供熱系統(tǒng)的可靠性是綜合性質(zhì)，它本身應(yīng)包括下列概念：無(wú)事故性、持久性和維修性。

所謂無(wú)事故性是能最完整地反映可靠性概念本質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)，它表示在某段時(shí)間或工作容量?jī)?nèi)，供熱系統(tǒng)不發(fā)生事故的性能。所謂持久性是使系統(tǒng)的工作能力保持到某一極限狀態(tài)的性能。在達(dá)到這一極限狀態(tài)之前進(jìn)行維修時(shí)，或者允許暫停運(yùn)行，或者不允許暫停運(yùn)行。供熱系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一種能持久運(yùn)行的系統(tǒng)。所謂維修性就是系統(tǒng)在預(yù)定的維修級(jí)別上，由具有規(guī)定的技術(shù)水平的人員，利用規(guī)定的程序或資源進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)到規(guī)定狀況的能力。供熱系統(tǒng)是允許進(jìn)行檢修的系統(tǒng)。這是對(duì)于通過(guò)維護(hù)檢修來(lái)預(yù)先發(fā)現(xiàn)并消除故障與缺陷的一種適應(yīng)能力。供熱系統(tǒng)維修性的主要指標(biāo)，是故障元部件的修復(fù)時(shí)間，如這一時(shí)間超過(guò)熱用戶的允許間斷供熱時(shí)間時(shí)，元部件的故障就會(huì)導(dǎo)致供熱系統(tǒng)處于事故狀態(tài)。。

根據(jù)可靠性的定義，在正常運(yùn)行條件下，我們將輸送和分配給用戶必須數(shù)量的給定參數(shù)的熱媒的能力理解為供熱系統(tǒng)的可靠性。供熱系統(tǒng)在給定時(shí)間周期內(nèi)不發(fā)生事故的概率是供熱系統(tǒng)可靠性的主要原則。

設(shè)計(jì)與建造一個(gè)可靠的供熱系統(tǒng)有兩種方法可供選擇。一種方法是提高系統(tǒng)各部件的質(zhì)量；另一種方法是考慮備用元部件。首先應(yīng)當(dāng)采用第一種方法來(lái)提高可靠性，但是在技術(shù)上已經(jīng)不可能進(jìn)一步提高元部件的質(zhì)量，或者當(dāng)進(jìn)一步提高元部件的質(zhì)量在經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)顯得不合理的情形下，可以采用第二種方法。對(duì)供熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以采用雙重備用、多熱源共同運(yùn)行、環(huán)形管路等措施。正確設(shè)置分段閥，也可提高系統(tǒng)的可靠性。。例如我公司熱網(wǎng)首站結(jié)構(gòu)為：廠房距供熱首站400米，＃1機(jī)和＃2機(jī)采取單獨(dú)供汽，＃1機(jī)供熱抽汽代＃5、＃6、＃7汽水換熱器，疏水有兩套回收系統(tǒng)，（1）疏水可以自流至鍋爐疏水箱，用鍋爐疏水箱的疏水泵回收至＃1除氧器。（2）疏水可以用＃5、＃6、＃7汽水換熱器的疏水泵直接回收至＃1除氧器。＃2機(jī)供熱抽汽代＃2、＃3、＃4汽水換熱器，＃1換熱器為水－水換熱器，用于降低＃2、＃3、＃4汽水換熱器的疏水溫度，疏水回收系統(tǒng)與＃1機(jī)相同。＃1機(jī)和＃2機(jī)供汽母管設(shè)有聯(lián)絡(luò)門，機(jī)組發(fā)生異常情況時(shí)可隨時(shí)進(jìn)行切換，由其中一臺(tái)機(jī)代所有換熱器，最大程度的保證正常供熱。

2 提高供熱可靠性的措施

2.1 燃料可靠性的考慮

當(dāng)前的集中供熱基本上采用熱電聯(lián)產(chǎn)的形式比較多，即熱電廠提供汽源，供熱力公司使用，這就要求電廠主燃料煤炭的供應(yīng)有極高的可靠性，主要是因?yàn)椋?/p>

(1)電廠需要燃燒特定煤質(zhì)的煤，一般都有較為固定的煤礦供煤。

(2)供煤線路的可靠性，電廠有專門的鐵路或公路用于運(yùn)送燃料。

(3)電廠有較大的儲(chǔ)煤量，也就是說(shuō)考慮因氣候或其它原因造成一般性貽誤不會(huì)對(duì)用戶造成影響。

即使主燃料具有極高的可靠性，也不排除萬(wàn)一出現(xiàn)主燃料出現(xiàn)煤質(zhì)不穩(wěn)的情況，因此，電廠還配備一套油燃料系統(tǒng)用于穩(wěn)定燃燒。

油燃料系統(tǒng)的存在對(duì)供熱可靠性主要有兩點(diǎn)好處：

(1)當(dāng)主燃料出現(xiàn)意外問題時(shí)，電廠可以通過(guò)油燃料穩(wěn)定燃燒實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供。

(2)在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程由于某些原因引起主燃料供應(yīng)中斷時(shí)，采用油燃料使機(jī)組維持運(yùn)行，繼續(xù)正常供熱。

2.2 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組故障/檢修時(shí)的供熱可靠性

2.2.1 供熱蒸汽可由以下途徑獲得：

(1)由余熱鍋爐的主蒸汽引接；

(2)由未發(fā)生故障的汽輪機(jī)引接；

由于利用汽輪機(jī)抽汽供熱熱經(jīng)濟(jì)性較佳，因此，優(yōu)先采用未發(fā)生故障的汽輪機(jī)抽汽供熱。但在熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮余熱鍋爐主蒸汽供熱與汽輪機(jī)抽汽供熱的聯(lián)接切換，以便在汽輪機(jī)故障時(shí)，可以利用余熱鍋爐主蒸汽經(jīng)減溫減壓供熱。

2.2.2 熱負(fù)荷變化時(shí)的可靠性

機(jī)組應(yīng)能適應(yīng)熱負(fù)荷的變化?？紤]機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)供熱負(fù)荷為最小設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，機(jī)組帶高負(fù)荷發(fā)電，汽輪機(jī)抽汽向外供熱，此時(shí)發(fā)電量最大；當(dāng)供熱負(fù)荷達(dá)最大設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，汽輪機(jī)抽汽向外供熱，此時(shí)汽輪機(jī)發(fā)電量下降。調(diào)節(jié)抽汽量及抽汽壓力時(shí)，主要以汽輪機(jī)的可調(diào)整抽汽為主。

2.3 其他措施

2.3.1 建立供熱應(yīng)急預(yù)警保障機(jī)制

一是建立供熱事故應(yīng)急處理機(jī)制。要落實(shí)供熱事故搶修搶險(xiǎn)人員、設(shè)備和物資，做到人員隊(duì)伍、機(jī)具設(shè)備、技術(shù)方案三到位，加強(qiáng)模擬演練，提高快速反應(yīng)能力，確保及時(shí)有效處理突發(fā)事故，努力避免事故發(fā)生。

二是建立供熱用煤應(yīng)急保障機(jī)制。要制定燃料供應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)燃料調(diào)配和應(yīng)急儲(chǔ)備，確保供熱用煤供應(yīng)。

三是制定并完善極端寒冷、暴風(fēng)雪等惡劣天氣情況下的應(yīng)急預(yù)案，遇有極端天氣出現(xiàn)，確保及時(shí)有效啟動(dòng)，保證正常供熱。

2.3.2 大力開展供熱節(jié)能技術(shù)改造

加快淘汰落后生產(chǎn)工藝和高耗能的供熱設(shè)備，積極應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，對(duì)供熱設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造，提高供熱系統(tǒng)能源利用效率。推廣應(yīng)用汽輪機(jī)低真空改造循環(huán)水供熱、煙氣余熱利用等技術(shù)，回收利用廢熱、余熱；將蒸汽供熱采暖管網(wǎng)改為熱水管網(wǎng)，降低供熱網(wǎng)損；應(yīng)用先進(jìn)的保溫技術(shù)，提高管網(wǎng)保溫性能；應(yīng)用高效換熱器、變頻循環(huán)水泵、等節(jié)能技術(shù)設(shè)備，提高換熱、輸送效率。對(duì)使用期限較長(zhǎng)的供熱管網(wǎng)，要制訂保溫節(jié)能改造計(jì)劃，確保及時(shí)改造。

2.3.3 重點(diǎn)注意安全生產(chǎn)，確保長(zhǎng)治久安

(一)從事供熱工作的操作、維修、管理人員，應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)后上崗。

(二)加強(qiáng)熱力管網(wǎng)運(yùn)行管理，確保供熱質(zhì)量，保證安全、連續(xù)供熱，不得無(wú)故停止供熱。(三)制定安全運(yùn)行管理、供熱設(shè)施維護(hù)、檢修、事故處理等規(guī)章制度，健全供熱安全保障體系，保證安全運(yùn)行。

(四)實(shí)行安全值班制度，配備專職檢修人員和必要的搶修設(shè)備、器材，制定事故搶修預(yù)案；有關(guān)部門應(yīng)積極配合供熱單位，保證有效、及時(shí)地?fù)岆U(xiǎn)和處理事故。

城市供熱是一項(xiàng)重要的公益性事業(yè)，事關(guān)全局，事關(guān)民生，事關(guān)社會(huì)和諧穩(wěn)定。做好城市供熱工作、確保群眾冬季采暖，不僅是政府的一項(xiàng)重要職責(zé)，也同樣是我們熱電廠的重要責(zé)任。要認(rèn)真履行職責(zé)，密切配合，通力協(xié)作，及時(shí)協(xié)調(diào)解決影響城市供熱安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大問題，促進(jìn)供熱行業(yè)健康有序發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

【關(guān)鍵字】分戶熱計(jì)量，熱力裝置改造，循環(huán)泵變頻

1引言：隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能要求的逐步提高，大范圍推廣和實(shí)行分戶熱計(jì)量已經(jīng)成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部等八部委聯(lián)合了《關(guān)于城鎮(zhèn)供熱體制改革的指導(dǎo)意見》，其別指出要“穩(wěn)步推行按用量計(jì)量收費(fèi)制度，促進(jìn)供、用熱雙方節(jié)能。當(dāng)前天津市大部分小區(qū)都實(shí)行了分戶改造，但是只有小部分進(jìn)行熱計(jì)量改造。節(jié)能工作主要是供熱單位在做，居民沒有主動(dòng)節(jié)能的意識(shí)。因此對(duì)現(xiàn)有供熱系統(tǒng)進(jìn)行熱計(jì)量供熱改造，并且摸索熱用戶處在熱計(jì)量用熱方式下的供熱系統(tǒng)運(yùn)行成為今后供熱系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作。

2現(xiàn)有供熱系統(tǒng)

本文就以在集中供熱條件下，以熱電廠高溫?zé)崴疄橐淮螣嵩?，換熱站采用高效板式換熱器，水——水換熱方式的換熱站為例展開分析，具有典型意義。

2.1現(xiàn)有換熱站內(nèi)設(shè)備及運(yùn)行方式。以天津市熱電公司管轄的某站為例：此換熱站采用標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)人值守站配置：一次側(cè)、二次側(cè)嚴(yán)格分離，補(bǔ)水泵定壓，循環(huán)泵工頻運(yùn)行，通過(guò)GPRS向二次調(diào)度控制中心傳輸數(shù)據(jù)。

2.2二次網(wǎng)及戶內(nèi)入戶裝置。此小區(qū)樓道入戶裝置供水為球閥、除污器，球閥，回水則有平衡閥和球閥，供水側(cè)的閥門主要起在事故狀況下關(guān)斷作用入戶，回水則通過(guò)流量控制閥調(diào)控各樓棟流量。入戶熱力裝置則是球閥、除污器和鎖閉閥。戶內(nèi)暖氣為地板采暖，入戶有集分水器并配有截門。其它采用換熱器的小區(qū)戶內(nèi)熱力入口有類似的配置。

3.熱計(jì)量供熱運(yùn)行工況的分析

3.1現(xiàn)有供熱系統(tǒng)運(yùn)行工況。當(dāng)前天津市熱電公司水—水熱力站均實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)控制運(yùn)行模式，統(tǒng)一采用中心控制室實(shí)時(shí)下發(fā)至各熱力站的供溫曲線進(jìn)行氣候補(bǔ)償控制。對(duì)于現(xiàn)有供熱系統(tǒng)循環(huán)泵采取工頻運(yùn)行，補(bǔ)水泵定壓。熱力入口平衡閥分配流量的方式運(yùn)行。如果沒有跑、冒、滴、漏等意外事故，二次網(wǎng)保持相對(duì)穩(wěn)定。居民入戶裝置只是有關(guān)斷作用。通過(guò)一次回水流量的控制來(lái)調(diào)整二次供溫。運(yùn)行工況簡(jiǎn)單穩(wěn)定。

3.2熱計(jì)量供熱系統(tǒng)運(yùn)行工況分析。實(shí)施熱計(jì)量后，居民根據(jù)熱表計(jì)量來(lái)繳納熱費(fèi)。為了節(jié)約能源，也為了減少經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，在居民家里必然要裝溫控閥，居民根據(jù)自己實(shí)際需求通過(guò)溫控閥的開度調(diào)整來(lái)調(diào)整自己的用熱需求。這種熱量調(diào)節(jié)方式實(shí)際是典型的量調(diào)節(jié)，依靠控制散熱器的流量來(lái)調(diào)劑所需的熱量。居民調(diào)節(jié)家里的溫控閥后，二次網(wǎng)的流量會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)整個(gè)熱網(wǎng)的熱負(fù)荷也會(huì)變化，而這個(gè)流量和供熱量的變化是換熱站無(wú)法預(yù)知的。這也就是說(shuō)，在熱計(jì)量供熱系統(tǒng)里，居民擁有了調(diào)節(jié)的主動(dòng)性。這種變化必然帶來(lái)許多新的問題：換熱站不可能再維持熱網(wǎng)定流量質(zhì)調(diào)節(jié)的運(yùn)行方式下，熱網(wǎng)如何根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在熱量計(jì)量后熱量成為一種特殊商品，為保證充分供應(yīng)，任何時(shí)候用戶都要有足夠的資用壓頭。目前采用的是選取循環(huán)泵入口的壓力，作為壓力控制點(diǎn)，通過(guò)補(bǔ)水泵定壓來(lái)控制供水定壓力。

換熱站的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是不會(huì)變的，假如一些兒居民調(diào)整了溫控閥的開度，二次網(wǎng)的流量必然發(fā)生變化。一次網(wǎng)的流量和溫度并沒有發(fā)生變化。這樣會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)，二次網(wǎng)的溫度會(huì)發(fā)生變化。另一些居民雖然并沒有調(diào)整溫控閥，但是由于其他居民的調(diào)整，自己家里的散熱量隨之發(fā)生變化。影響居民家里的供熱情況。這對(duì)于熱力站的管理都是不利的。對(duì)此我們必須改變單純靠循環(huán)泵入口的壓力來(lái)定壓的辦法。

為了保證居民的用熱需求，同時(shí)保證供熱站有較低的能耗水平。熱力站的循環(huán)泵根據(jù)運(yùn)行的工況采用變頻控制。循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速依靠二次供回水母管壓力采集點(diǎn)的壓差來(lái)決定。當(dāng)一些居民調(diào)整溫控閥的時(shí)候，流量發(fā)生變化，管網(wǎng)的阻力也相應(yīng)的變化，阻力的變化導(dǎo)致壓力的變化，根據(jù)壓差變化，循環(huán)泵調(diào)整轉(zhuǎn)速來(lái)適應(yīng)工況變化。

根據(jù)實(shí)際需求來(lái)調(diào)整二次網(wǎng)流量，二次網(wǎng)平衡處在隨時(shí)打破的過(guò)程中。極端情況為所有居民同時(shí)將溫控閥調(diào)整到最大，或者同時(shí)將溫控閥調(diào)整到最小。二次網(wǎng)所受的沖擊極大。要求循環(huán)泵必須具備變工況運(yùn)行的條件。同時(shí)一次網(wǎng)也要根據(jù)二次網(wǎng)溫度，壓力，流量的變化，進(jìn)行調(diào)整，保證安全穩(wěn)定運(yùn)行和居民實(shí)際的需求。

4 現(xiàn)有供熱系統(tǒng)的改造

根據(jù)以上分析，為了滿足分戶計(jì)量后的用戶需求，同時(shí)保證設(shè)備的安全，我們對(duì)站內(nèi)設(shè)備，二次網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行改造。其中最核心的是循環(huán)泵的可以進(jìn)行無(wú)級(jí)差的調(diào)速，這就要求循環(huán)泵電機(jī)必須進(jìn)行變頻運(yùn)行。

入戶熱力裝置要加裝熱力表，熱量表的選型結(jié)果直接影響入戶熱力裝置的改造。和流體接觸的熱力表前是否需要加裝除污器，加裝除污器后，管道局部阻力增大，管道是否需要擴(kuò)徑等。樓道入口熱力裝置涉及到所選型的平衡閥是否滿足變熱計(jì)量求。根據(jù)筆者自己的了解，部分廠家的平衡閥在滿足變工況一部分廠家的平衡閥不滿足熱計(jì)量運(yùn)行。對(duì)于循環(huán)泵首先進(jìn)行熱力計(jì)算，是否滿足極端情況下的熱力工況。選型確定后，對(duì)循環(huán)泵電機(jī)的運(yùn)行調(diào)整方式進(jìn)行改造，加裝變頻器。以滿足變 工況運(yùn)行。由于一、二次的嚴(yán)格分離，二次網(wǎng)調(diào)度中心不僅要參考二次供回溫度，還要參考二次供回壓力變化來(lái)調(diào)整一次回水截門的開度，增加了調(diào)整的難度。

熱計(jì)量供熱是一個(gè)系統(tǒng)工程，本文僅僅從供熱運(yùn)行的角度，對(duì)天津市某小區(qū)現(xiàn)有供熱系統(tǒng)改造成分戶熱計(jì)量進(jìn)行了定性分析。分戶熱計(jì)量的實(shí)施除了系統(tǒng)的改造，還涉及管理方式的變化，用戶收費(fèi)制度，交費(fèi)習(xí)慣，供熱標(biāo)準(zhǔn)，等一系列配套管理制度的制定。

參考文獻(xiàn)：

篇6

集中供熱作為城市供熱的主要方式，為保證供熱的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，必須對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。供熱系統(tǒng)通常以供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律作為調(diào)節(jié)的依據(jù)，主要目的是使供暖用戶的散熱設(shè)備的散熱量與用戶熱負(fù)荷的變化規(guī)律相適應(yīng)。為了使建筑物內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度，必須對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。集中供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)分為質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)和間歇調(diào)節(jié)。

現(xiàn)狀的供熱系統(tǒng)中，由于多為間接供熱及變頻水泵的使用量較多，這有助于實(shí)現(xiàn)分階段改變流量的調(diào)節(jié)。

1 各種調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)介

（1）質(zhì)調(diào)節(jié)。質(zhì)調(diào)節(jié)就是對(duì)熱媒的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，即改變供熱熱媒水的溫度。這個(gè)溫度的改變是從熱源處改變管網(wǎng)供水溫度和回水溫度，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，管網(wǎng)的水力工況穩(wěn)定，是最為廣泛的調(diào)節(jié)方式；但是，對(duì)于多種熱用戶的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，在室外溫度較高時(shí)，如仍按質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)行供熱，往往難以滿足要求。

（2）流量調(diào)節(jié)。在進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí)，保持供熱管網(wǎng)的供水溫度不變，是隨著室外溫度的變化不斷改網(wǎng)路中循環(huán)水量，隨著室外溫度升高，網(wǎng)路流量迅速地減少這樣常常會(huì)使供暖系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的豎向熱力失調(diào)，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)中不斷地隨著室外溫度的變化而改變網(wǎng)路流量也難以進(jìn)行管理，也只能是對(duì)集中質(zhì)調(diào)節(jié)的一種輔助方式，對(duì)局部供熱系統(tǒng)作輔的詞節(jié)。

（3）分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)是在供暖期中按室外溫度高低分成幾個(gè)階段。在中小型熱水供暖系統(tǒng)中一般可選用兩臺(tái)不同規(guī)格的循環(huán)水泵，如果一臺(tái)循環(huán)水泵的流量和揚(yáng)程按100％計(jì)算，另一臺(tái)循環(huán)水泵的流量則按計(jì)算值75％選擇，揚(yáng)程可按計(jì)算值的56％選用。又從散熱器放熱量來(lái)分析，在某一室外溫度下，如要保證室內(nèi)溫度為定值，散熱器的放熱量也應(yīng)為某一確定量，所以，無(wú)論采用質(zhì)調(diào)節(jié)或其他調(diào)節(jié)方式，散熱器的平均溫度都應(yīng)保持一致，管路供水溫度的升高和回水溫度的降低的數(shù)值應(yīng)該是相等的。

（4）間歇調(diào)節(jié)。間歇調(diào)節(jié)指的是在設(shè)計(jì)工況時(shí)為連續(xù)采暖，僅在室外溫度的升高才減少供暖時(shí)數(shù)，為了使網(wǎng)路近端和遠(yuǎn)端的熱用戶通過(guò)熱媒介的小時(shí)數(shù)接近，在鍋爐壓火后，網(wǎng)路循環(huán)水泵應(yīng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)問，這段時(shí)間要相當(dāng)于熱介質(zhì)從高熱源最近的熱用戶到最遠(yuǎn)熱用戶的時(shí)問。不同型式的系統(tǒng)，產(chǎn)生豎向失調(diào)的內(nèi)在原因是不同的。

2運(yùn)行調(diào)節(jié)的基本公式

供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的是在供熱系統(tǒng)穩(wěn)定的工況下，達(dá)到系統(tǒng)的供熱量與用戶處的耗熱量相等，即系統(tǒng)供熱量Q1、散熱器散熱量Q2與建筑物的耗熱量(設(shè)計(jì)狀態(tài)熱負(fù)荷)Q3相等，則可得：

上式中， 和 分別為運(yùn)行工況供水溫度和回水溫度； 和 分別為設(shè)計(jì)工況供水溫度和回水溫度； 為室內(nèi)溫度； 為相對(duì)流量比，質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)， ==1； 為相對(duì)熱負(fù)荷比， ，其中 和 分別為室外溫度實(shí)際值和設(shè)計(jì)值； 為散熱器平均溫度， ； 為散熱器實(shí)驗(yàn)系數(shù)。

以上計(jì)算公式可以對(duì)供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo)。

3 熱計(jì)量后的供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)

供熱用戶實(shí)現(xiàn)熱計(jì)量收費(fèi)以后，必須要有相應(yīng)的熱量可調(diào)節(jié)手段，否則不能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。實(shí)現(xiàn)用戶熱量可調(diào)節(jié)的技術(shù)主要是在用戶室內(nèi)的各散熱器支管上安裝自力式溫度調(diào)節(jié)閥，用戶可根據(jù)個(gè)人生活習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)條件在調(diào)節(jié)閥上設(shè)定所需溫度。溫控閥主要有雙通閥和三通閥兩種方式，當(dāng)采用雙通閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)就成為了變流量系統(tǒng)。而當(dāng)用戶有了自調(diào)節(jié)能力，只有協(xié)調(diào)好個(gè)體調(diào)節(jié)與集中調(diào)節(jié)之間的關(guān)系，才能既保證滿足用戶的需求，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能最佳。

3.1 用戶調(diào)節(jié)

以熱源熱網(wǎng)及用戶為一個(gè)整體考慮，用戶系統(tǒng)采用雙通閥調(diào)節(jié)散熱器(或是其他末端散熱裝置)的散熱量，系統(tǒng)的整體節(jié)能效果最明顯。但是如果有的用戶系統(tǒng)不允許采用雙通閥調(diào)節(jié)散熱器(末端裝置)的散熱量時(shí)，則應(yīng)該設(shè)置用戶入口裝置將熱網(wǎng)和室內(nèi)系統(tǒng)隔離開。室內(nèi)系統(tǒng)采用恒流量運(yùn)行，熱網(wǎng)系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行，也能獲得較好的節(jié)能效果。用戶入口裝置也要采取一定的調(diào)節(jié)方案，構(gòu)成獨(dú)立的調(diào)節(jié)單元。

3.2熱源與熱網(wǎng)調(diào)節(jié)

熱用戶安裝有三通閥或者雙通閥后，已經(jīng)具備了自調(diào)節(jié)能力。此時(shí)在熱源處的負(fù)荷預(yù)報(bào)就變得很有意義了。因此，提高預(yù)報(bào)精度，保證預(yù)報(bào)控制穩(wěn)定性成為主要的問題。

（1）循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速時(shí)的預(yù)測(cè)控制

如果熱用戶是恒流量運(yùn)行，則循環(huán)泵應(yīng)該是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，熱源應(yīng)該是質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)該根據(jù)熱源出口處的參數(shù)，如熱網(wǎng)供回水溫度室外溫度熱網(wǎng)供回水流量(主要是監(jiān)視異常情況)，預(yù)測(cè)熱源的供回水溫度，并且進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。

（2）循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速時(shí)的預(yù)測(cè)控制

熱力系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行方式輸送熱量具有很大的節(jié)能潛力。而在較大范圍內(nèi)變化流量調(diào)節(jié)時(shí)，采用變頻來(lái)改變循環(huán)泵轉(zhuǎn)速是當(dāng)前普遍的做法，其節(jié)能效果顯著?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)該根據(jù)熱源出口處的參數(shù)(如熱網(wǎng)供回水溫度熱網(wǎng)供回水壓力熱網(wǎng)供回水流量室外溫度)，以滿足供熱用戶需求系統(tǒng)整體能耗最小為預(yù)測(cè)控制的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，預(yù)測(cè)熱源的供回水溫度熱網(wǎng)供回水壓力熱網(wǎng)供回水流量，并且進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。循環(huán)泵應(yīng)該按照預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)預(yù)報(bào)的供回水流量和壓力參數(shù)，在保證系統(tǒng)水力工況穩(wěn)定的前提下進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。

（3）熱源調(diào)節(jié)

熱源應(yīng)該按照預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)預(yù)報(bào)的循環(huán)流量和供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證控制指標(biāo)的前提下，鍋爐采用最佳燃燒尋優(yōu)調(diào)節(jié)。

4 小結(jié)

供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對(duì)供熱系統(tǒng)的安全節(jié)能運(yùn)行有重要作用，通過(guò)以上的論述可以得出以下結(jié)論。

（1）實(shí)際運(yùn)行中，在對(duì)供暖系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)-量雙調(diào)時(shí)必須對(duì)外網(wǎng)進(jìn)行水力平衡調(diào)試(避免樓與樓之間的熱量不平衡)，還須具備精確的水溫、流量控制技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，否則會(huì)因水溫控制不好雖水泵節(jié)能卻鍋爐多耗能，得不償失。

（2）對(duì)于一次水管網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)熱源的性質(zhì)選擇調(diào)節(jié)方式，不宜盲目的采用流量調(diào)解法。

篇7

【關(guān)鍵詞】供熱系統(tǒng) 節(jié)能措施

1.我國(guó)供熱現(xiàn)狀情況分析

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中大國(guó)，又是一個(gè)建筑大國(guó)，每年新建房屋面積高達(dá)20億平方米，超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家建成建筑面積額的總和，因此每到冬季采暖期，供熱就成為社會(huì)各界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一，我國(guó)傳統(tǒng)的采暖區(qū)一般指淮河以北的地區(qū)（東北、華北、西北），城鎮(zhèn)供熱大部分采用火爐采暖、分散鍋爐供暖、電熱膜輻射采暖等。隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)供熱的數(shù)量和質(zhì)量也隨之增加和提高。實(shí)踐證明，集中供熱是供熱發(fā)展的主要方向，特別是從2000年以來(lái)，我國(guó)城市集中供熱發(fā)展迅速，以實(shí)現(xiàn)供熱面積約17.5億m2，但在有些城市還是普遍存在因熱源不足導(dǎo)致熱用戶不能入網(wǎng)的現(xiàn)象。我國(guó)傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)圍護(hù)熱阻小、封閉性差、傳統(tǒng)供熱模式效率低等諸多因素影響，造成我國(guó)供暖能耗巨大，浪費(fèi)驚人。我國(guó)單位建筑面積采暖能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍多，在住房和建設(shè)部提出建筑節(jié)能50%的目標(biāo)后，國(guó)內(nèi)各部門做了大量有效工作，進(jìn)行了有益的探索，取得了一定的成效，比如采用空心磚，墻體鋪設(shè)聚苯板等等，應(yīng)該說(shuō)我們的供熱節(jié)能前景是廣闊的，但任重道遠(yuǎn)。

2.供熱系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)措施

2.1 改善燃燒技術(shù)

目前集中供熱鍋爐多采用鏈條爐排爐，由于燃料多為混煤，著火條件差，爐膛溫度低，燃燒不完全，爐渣含碳量高，鍋爐熱效率普遍偏低。采用分層燃燒技術(shù)對(duì)減少爐渣含碳量、提高鍋爐熱效率，有明顯的效果。對(duì)于粉末含量高的燃煤，可以采用分層給煤燃燒機(jī)型技術(shù)。該技術(shù)是將原煤在入料口先通過(guò)分層裝置進(jìn)行篩分，使大顆粒煤直接落至爐排上，小顆粒粉末送入爐前型煤裝置壓制成核桃大小形狀的煤塊，然后送入爐排，以提高煤層的透氣性，從而強(qiáng)化燃燒，提高鍋爐熱效率和減少環(huán)境污染。采用復(fù)合燃燒技術(shù)，增加鍋爐出力。

對(duì)大型鏈條爐排鍋爐，當(dāng)用戶熱負(fù)荷增加，擴(kuò)建鍋爐沒有地方時(shí)，亦可采用復(fù)合燃燒技術(shù)，鏈條爐排鍋爐的爐側(cè)或爐前，加裝磨煤燃燒系統(tǒng)及煤粉噴然裝置，將制成的煤粉吹入爐壁內(nèi)，依靠爐排上的火床，引燃煤粉，使在爐內(nèi)形成層燃和室燃兩種燃燒方式。采用復(fù)合燃燒雖然需要增加燃燒空間，加大除塵力度，但可提高鍋爐的熱功率、熱效率。

2.2 加強(qiáng)鍋爐及供熱系統(tǒng)的維護(hù)，防止和減少熱損失

鍋爐運(yùn)行時(shí)，由于維護(hù)不當(dāng)，對(duì)熱效率影響也很大。應(yīng)隨時(shí)清除鍋爐內(nèi)的積灰，減少熱損失。鍋爐的水冷壁管、對(duì)流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面積灰和鍋爐結(jié)垢是影響鍋爐傳熱的一個(gè)主要因素，據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，水垢的熱阻是鋼板的40倍，灰垢的熱阻是鋼板的400倍，技術(shù)清除鍋爐受熱面的積灰是提高鍋爐熱效率的有效措施。目前清除鍋爐積灰主要有機(jī)械和化學(xué)方法，而以化學(xué)方法應(yīng)用較廣?；瘜W(xué)清灰劑是用硝酸鉀，硫磺混合粉末組成，使用時(shí)用高壓空氣噴入爐膛與煙灰起化學(xué)反應(yīng)，使灰垢變得松散而脫離。

同時(shí)由于鍋爐及供熱系統(tǒng)溫度比環(huán)境溫度高的多，使鍋爐系統(tǒng)向周圍環(huán)境放熱產(chǎn)生損失在所難免。為了減少熱損失必須加強(qiáng)維護(hù)，對(duì)鍋爐本體及管道要做好保溫層，從而減少熱損失。國(guó)內(nèi)有些地方對(duì)于供熱系統(tǒng)檢修，采取夏季放水檢修，冬季投產(chǎn)前充水的做法，這樣由于放水后不及時(shí)充水，空氣進(jìn)入管道而造成內(nèi)壁腐蝕。所以對(duì)于供熱系統(tǒng)檢修應(yīng)該采取夏季管道充水保護(hù)的做法，在夏季檢修后及時(shí)充滿符合水質(zhì)要求的水，即可省去供熱初期沖水準(zhǔn)備時(shí)間，又可防止管道內(nèi)壁腐蝕。對(duì)使用熱水管道集汽罐排氣時(shí)，盡量使用自動(dòng)排氣閥或密閉關(guān)鎖閥門，避免用戶亂開閥門放水。另外要經(jīng)常檢查供熱系統(tǒng)中的閥門、接頭、散熱器等，及時(shí)消除漏水現(xiàn)象。

2.3 供熱管網(wǎng)節(jié)能措施

我國(guó)多數(shù)蒸汽管網(wǎng)存在熱損失大的現(xiàn)象，地溝敷設(shè)的管網(wǎng)熱損失尤為嚴(yán)重，冬季在地溝敷設(shè)管道上的部分路面上形成明顯的痕跡，雨季管溝往往就成了排水溝，對(duì)管道的保溫?fù)p害較大，造成運(yùn)行中大量熱量損失。有些城市也采用直埋敷設(shè)的方式，但是在鋼套鋼直埋管的安裝過(guò)程中“重內(nèi)管，輕外管”內(nèi)管焊接、探傷、驗(yàn)收等往往被忽視。所以在管道安裝過(guò)程中，要加強(qiáng)施工管理，特別是要確保管道清潔，防止造成雜物堵塞造成不熱甚至脹管等情況出現(xiàn)，做好管網(wǎng)的維護(hù)檢修，以盡量減少冒滴漏造成的損失，室外二級(jí)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，要充分考慮供熱站周邊熱負(fù)荷的發(fā)展?fàn)顩r，應(yīng)科學(xué)分析，合理設(shè)計(jì)，即著重眼前又兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)，初投資看起來(lái)有點(diǎn)大，但可以避免將來(lái)擴(kuò)容造成的重復(fù)建設(shè)，有效發(fā)揮初投資效力。

2.4 采用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能

風(fēng)機(jī)和水泵是鍋爐房的耗電大戶，在選型時(shí)都是以額定負(fù)荷為依據(jù)的。通常在運(yùn)行中風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是變化的，采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)電機(jī)功率來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。變頻技術(shù)在最近幾年使用較為廣泛，顯著優(yōu)勢(shì)是節(jié)電效果明顯、調(diào)速性能優(yōu)、適用性強(qiáng)、系統(tǒng)安全可靠、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等。爐排電機(jī)采用變頻調(diào)速裝置，可以控制爐排的速度，從而達(dá)到最佳的燃燒效果，以提高鍋爐的熱效率；同時(shí)隨著分戶計(jì)量的實(shí)施，管網(wǎng)系統(tǒng)的流量也在動(dòng)態(tài)的變化，所以水泵上安裝變頻裝置也是非常必要的。采取變頻技術(shù)，可以及時(shí)的把流量、揚(yáng)程調(diào)整到實(shí)際工況點(diǎn)，避免了電能的浪費(fèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，電能可降30%-40%，節(jié)能效果明顯。

2.5 選擇合理的循環(huán)水泵

循環(huán)水泵是集中供暖系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，靠它克服沿程阻力，把熱量送到千家萬(wàn)戶，同時(shí)它又是耗電“大戶”。但是我國(guó)很多循環(huán)水泵與熱網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行量不匹配，在水泵的選擇方面，實(shí)際運(yùn)行達(dá)不到最佳效果，揚(yáng)程選擇受限制，不僅增加了供熱的投資成本，也增加了運(yùn)行的費(fèi)用，浪費(fèi)電能，與資源節(jié)約社會(huì)的發(fā)展需求不符。所以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的循環(huán)水泵就特別重要了。

一般集中供熱中循環(huán)水泵主要通過(guò)“水泵性能表”進(jìn)行選擇，由于當(dāng)前市場(chǎng)上的水泵型號(hào)品種繁多，適用與供暖系統(tǒng)的主要為單級(jí)單吸或者單級(jí)雙吸立式管道泵、直聯(lián)單級(jí)單吸臥式離心泵、單級(jí)單吸式離心泵以及單級(jí)雙吸中開蝸殼式離心泵等。其選型應(yīng)主要根據(jù)供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行確定，具體步驟如下：首先，質(zhì)調(diào)節(jié)或者間歇調(diào)節(jié)的情況下，水泵的參數(shù)按設(shè)計(jì)工況而定，可選擇恒速水泵；其次，當(dāng)用于量調(diào)節(jié)或者質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，水泵的參數(shù)根據(jù)工況而定，水泵電機(jī)裝置為無(wú)極調(diào)速；另外，在分階段改變流量的情況下，有以下幾種選擇：一是水泵的參數(shù)根據(jù)分階段流量并且熱網(wǎng)阻力為確定值，則選擇多臺(tái)水泵同時(shí)工作；二是水泵的參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)工況而定，選擇多臺(tái)同型號(hào)的水泵，并采取并聯(lián)運(yùn)行；三是水泵的參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)情況而定，選擇水泵分別配置變級(jí)調(diào)速電機(jī)，并分幾段工作。

2.6 熱用戶的節(jié)能措施

根據(jù)不同建筑群的特點(diǎn)，采取分時(shí)供熱，比如公共建筑特點(diǎn)，像辦公樓、禮堂、實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)樓、學(xué)生宿舍等，不需要24小時(shí)恒溫供熱，應(yīng)采用間歇供熱制定，以實(shí)現(xiàn)用熱與供熱相協(xié)調(diào)。尤其是各類院校放假期間只需要保證值班采暖溫度等，按需供熱的熱源及運(yùn)行負(fù)荷大大減小，從而達(dá)到節(jié)能目的。

分戶控制與計(jì)量是供熱節(jié)能發(fā)展的趨勢(shì)，在國(guó)外，廣泛采用的分戶控制與計(jì)量的建筑節(jié)能供熱技術(shù)取得了很好的節(jié)能效果。德國(guó)、挪威等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于分戶計(jì)量以及集中供熱間歇供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)很多。對(duì)于非居住性公共建筑，如學(xué)校、辦公樓等，主要有兩種控制方法：一是控制啟停時(shí)間；二是定量控制供水的溫度。雖然我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)分戶控制與計(jì)量供熱技術(shù)還需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，但這種新節(jié)能技術(shù)值得我們學(xué)習(xí)和借鑒，在新建供熱系統(tǒng)非常有必要加以考慮。

3.結(jié)束語(yǔ)

篇8

關(guān)鍵詞 供暖系統(tǒng)；分戶計(jì)量；水力平衡；初調(diào)節(jié)

中圖分類號(hào)TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）86-0017-02

筆者結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目對(duì)集中供暖分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的初調(diào)試進(jìn)行論述。石韻浩庭小區(qū)共五棟樓，熱力站位于小區(qū)中心地下一層機(jī)動(dòng)車停車庫(kù)內(nèi)。

1 系統(tǒng)的調(diào)試步驟及方法

1）確認(rèn)整個(gè)系統(tǒng)全部安裝完畢，達(dá)到調(diào)試條件

首先，在進(jìn)行調(diào)試之前，必須確保整個(gè)系統(tǒng)全部安裝完畢，各段的打壓實(shí)驗(yàn)合格，管道清洗工作無(wú)誤。在本小區(qū)調(diào)試過(guò)程中，就由于二次線管路清洗不徹底，在供熱運(yùn)行中造成熱力入口處除污器、換熱站內(nèi)除污器及每戶管井內(nèi)除污器被堵塞的現(xiàn)象。造成整個(gè)樓供熱效果不理想，個(gè)別的用戶除污器完全被堵，戶內(nèi)完全不循環(huán)，給調(diào)試工作帶來(lái)極大障礙。所以在管路清洗這一環(huán)節(jié)一定要求清洗徹底，絕不能馬虎。其次，換熱站內(nèi)各設(shè)備的單機(jī)試驗(yàn)必須完成，電路供電正常穩(wěn)定，以免在運(yùn)行時(shí)突然斷電造成設(shè)備的損壞。各壓力表溫度計(jì)指示無(wú)誤，各閥門動(dòng)作正常。在確保整個(gè)系統(tǒng)安裝及其他條件全部合格的條件下，方可進(jìn)行下步工作。

2）系統(tǒng)的充水及啟動(dòng)

在系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)之前，必須進(jìn)行系統(tǒng)的充水和啟動(dòng)，然后再進(jìn)行初調(diào)節(jié)。本小區(qū)充水在熱力站內(nèi)利用補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水。所補(bǔ)的水是經(jīng)過(guò)軟化后的軟化水，對(duì)二次網(wǎng)路進(jìn)行充水。在二次線系統(tǒng)補(bǔ)水之前，應(yīng)關(guān)閉所有的泄水閥門，開啟二次系統(tǒng)中所有的排氣閥。同時(shí)打開末端網(wǎng)路的供回水管的旁通閥，在每個(gè)樓的熱力入口處關(guān)閉用戶系統(tǒng)的總閥門。把水壓入二次管路，當(dāng)管網(wǎng)中最高點(diǎn)排氣閥有水冒出時(shí)，可關(guān)閉排氣閥，二次線充水完畢。在二次線充水完畢后，再打開每個(gè)樓熱力入口的管道總閥門，關(guān)閉旁通閥，對(duì)用戶系統(tǒng)進(jìn)行充水。同時(shí)利用各單元立管頂部的排氣閥，排出管內(nèi)空氣。

充水工作完成后，利用定壓泵對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行定壓，本小區(qū)樓高44m，系統(tǒng)定壓為60m，定壓為0.6MPa。系統(tǒng)充水完成后，即可進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)。啟動(dòng)的順序?yàn)橄葐?dòng)循環(huán)水泵，進(jìn)行冷循環(huán)。當(dāng)冷循環(huán)穩(wěn)定后，再打開一次線供回水閥門，進(jìn)行供熱。

3）系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)

系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)分為五步進(jìn)行。首先，在換熱站內(nèi)對(duì)二次管路進(jìn)行調(diào)節(jié)。本小區(qū)共五棟樓，二次線分為南北兩個(gè)區(qū)，在分水器和集水器各有二個(gè)支路。南區(qū)為一、五號(hào)樓，北區(qū)為二、三、四號(hào)樓。根據(jù)南區(qū)和北區(qū)的總熱量負(fù)荷，利用G=860×Q/（tg-th）m3/h [1]，算出南北區(qū)的流量，利用超聲波流量計(jì)在回水干管上測(cè)量流量，用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之達(dá)到設(shè)計(jì)的流量附近，使南北區(qū)達(dá)到水力平衡，并對(duì)調(diào)節(jié)閥做好標(biāo)記。第二步對(duì)每棟樓進(jìn)行單體調(diào)節(jié)。由于四、五號(hào)樓離換熱站較近，兩個(gè)樓的作用壓頭很大。在選擇用戶支管路的管徑時(shí)，又受到管道內(nèi)的熱水的流速和管徑的限制，剩余壓頭在分路上不能完全消除。所以四、五號(hào)樓的實(shí)際流量比設(shè)計(jì)計(jì)算的流量要大。而一、二、三號(hào)樓流量反而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。造成該三棟樓不熱而四、五號(hào)樓過(guò)熱的現(xiàn)象，出現(xiàn)單體樓之間的水力失調(diào)。在調(diào)試過(guò)程中在四、五號(hào)樓的熱力入口處，利用超聲波流量計(jì)把四、五號(hào)樓的流量測(cè)量出來(lái)，用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制在設(shè)計(jì)的流量范圍內(nèi)，并在調(diào)節(jié)閥上做好標(biāo)記。用同樣方法將一、二、三號(hào)樓的熱力入口處的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到設(shè)計(jì)流量。

如果各個(gè)單體樓之間的供回水溫差和換熱站內(nèi)總的供回水溫差相近時(shí)，則可認(rèn)為系統(tǒng)的水力工況良好。當(dāng)發(fā)現(xiàn)各單體樓的供回水溫差相差很大時(shí)，應(yīng)先找出供回水溫差小于熱源總供回水溫差的單體樓。按單體樓的規(guī)模大小和溫差偏離程度大小確定初調(diào)節(jié)順序。對(duì)規(guī)模較大且溫差偏離較大的熱用戶可以在熱力引入口處開大供水或回水閥門的方法，調(diào)節(jié)供回水壓差，達(dá)到新的數(shù)值。在各個(gè)單體建筑進(jìn)行初調(diào)試完成后，第三步進(jìn)行每個(gè)單體建筑中各個(gè)單元立管間的平衡。在以住宅為主的單體建筑中，一棟樓的單元數(shù)為3個(gè)～6個(gè)，多的達(dá)到8個(gè)，當(dāng)單元數(shù)超過(guò)4個(gè)以后，末端的單元與前端的單元相比，溫度普遍偏低，產(chǎn)生這種原因的情況是由于前后單元的不同距離位置造成的，屬于水平失調(diào)。在本小區(qū)中，最大的單元數(shù)為6個(gè)單元，熱力引入口在建筑物的中部。熱力引入口設(shè)在中部，在一定出程度上減少遠(yuǎn)端立管的失調(diào)。但這還不夠，還需要對(duì)每個(gè)單元立管進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。在本小區(qū)每個(gè)單元立管上都裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和平衡閥，根據(jù)距離熱力引入口遠(yuǎn)近調(diào)節(jié)流量，使之達(dá)到平衡，消除剩余壓力。

在每個(gè)單元各個(gè)立管達(dá)到平衡后，第四步對(duì)每個(gè)單元各層之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。本小區(qū)住宅部分采用的是下供下回式系統(tǒng)，這種方式容易出現(xiàn)底部過(guò)熱而頂部不熱的情況，即出現(xiàn)垂直失調(diào)。在調(diào)試過(guò)程中，根據(jù)上下樓的冷熱程度，逐一調(diào)節(jié)每層管道井處的平衡閥，由下至上調(diào)節(jié)。

第五步對(duì)進(jìn)行戶內(nèi)調(diào)節(jié)。本小區(qū)戶內(nèi)系統(tǒng)采用的是雙管異程式系統(tǒng)，大部分分為二個(gè)環(huán)路。戶內(nèi)系統(tǒng)由于各環(huán)路和各組散熱器調(diào)節(jié)不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)水平失調(diào)。系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行水力計(jì)算的最終目的是使作用于每一循環(huán)環(huán)路上的作用壓力能保證在環(huán)路的每一管段內(nèi)所需的流量。而系統(tǒng)各熱用戶或散熱設(shè)備中的實(shí)際流量與計(jì)算流量是不一致的，這就是熱用戶或散熱器的水力失調(diào)。通過(guò)對(duì)用戶內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使各環(huán)路的阻力相等，才能使各路的流量分配均勻。在本小區(qū)的戶內(nèi)系統(tǒng)中采用雙管異程式，散熱器進(jìn)出溫差大，流量對(duì)散熱器的影響大。可通過(guò)散熱器的溫控閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。先調(diào)節(jié)末端散熱器，待達(dá)到一定熱度后再逐個(gè)調(diào)節(jié)前面的各個(gè)散熱器，最后使之達(dá)到平衡。

在本小區(qū)的調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)了各種原因造成系統(tǒng)不能達(dá)到供暖合格現(xiàn)象的發(fā)生。1）由于二次管線沖洗不干凈造成除污器被堵現(xiàn)象，使熱力循環(huán)不暢；2）一、五號(hào)樓15層大面積不熱的情況，經(jīng)查為系統(tǒng)中的空氣不能排出，立管的自動(dòng)排氣閥高度比15層散熱器高度還要低，造成堵氣。經(jīng)整改把所有立管加高，超過(guò)所有散熱器的高度，從而達(dá)到排氣順暢；3）一號(hào)樓熱力引入口的壓差控制器失靈，造成一號(hào)樓全部不熱，在熱力引入口處供回水的壓差為零，整個(gè)一號(hào)樓系統(tǒng)沒有循環(huán)；4）各樓流量分配不均，近換熱站的流量大，遠(yuǎn)離的樓流量小，造成各個(gè)單體樓間失調(diào)。經(jīng)過(guò)整改，使整個(gè)供熱系統(tǒng)達(dá)到了平衡，滿足了供熱要求。

2 結(jié)論及建議

在供熱運(yùn)行及新建樓房驗(yàn)收工作中，施工質(zhì)量的好壞對(duì)調(diào)試的成功與否關(guān)系極大。施工時(shí)支、立管、干管甩口不準(zhǔn)，支托架失效，形成倒坡，導(dǎo)致憋氣，影響水循環(huán)，從而使系統(tǒng)某些部分冷熱不均。造成這些人為的施工問題，調(diào)試時(shí)則費(fèi)時(shí)費(fèi)力，甚至無(wú)法彌補(bǔ)，這不僅給調(diào)試工作造成影響，還會(huì)增加施工成本，造成新的浪費(fèi)。因此，施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工單位的監(jiān)督檢查，減少或避免施工缺陷，做好交工時(shí)的系統(tǒng)清洗對(duì)初調(diào)試是十分重要的。系統(tǒng)在完成初調(diào)節(jié)后，各調(diào)節(jié)好的閥門需做好標(biāo)記，以便檢修和處理故障后能夠迅速恢復(fù)正常。在日常的運(yùn)行須加強(qiáng)管理，以保證供暖質(zhì)量和系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

篇9

當(dāng)壓力管道中的流體因某些原因而產(chǎn)生流速的急劇變化時(shí)，由于流體的慣性作用而引起管道的流體壓力急劇變化，這種現(xiàn)象作為水錘現(xiàn)象或流體瞬變過(guò)程．

水錘是管道瞬變流動(dòng)中的一種壓力波．下面以圖1所示的簡(jiǎn)單的供熱系統(tǒng)模型為例來(lái)說(shuō)明水錘波的形成機(jī)理及其傳播、反射和疊加過(guò)程．為便于分析，假設(shè)循環(huán)水泵a產(chǎn)生的壓頭與流量無(wú)關(guān)，水泵的吸入端和壓出端連接膨脹水箱e和f，使管網(wǎng)在任何水力工況下，水泵吸入端6和壓出端1的總壓頭都保持固定不變。

圖1　熱水供熱網(wǎng)模型圖

a--循環(huán)水泵；b--止回閥；c--干線供水管上的調(diào)節(jié)閥；

d--熱用戶；e--膨脹水箱；f--膨脹水箱

當(dāng)閥C全開、供熱系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)．管中流速為VQ，倘若由于某種原因，閥C突然瞬間關(guān)閉，則點(diǎn)3流速突然滯止為零，點(diǎn)2出現(xiàn)突然壓力升高，從而使此部分流體的密度增大、流體壓縮和管道膨脹；點(diǎn)3出現(xiàn)突然的壓力降低，使這部分流體的密度減小、流體膨脹和管壁壓縮．閥門C前后的壓力以彈性波的形式由閥門C迅速傳向全部熱水網(wǎng)管道。

當(dāng)快速關(guān)閉閥門C時(shí)，上游管道中的后續(xù)流體仍以原來(lái)流速+V0繼續(xù)向閥門C方向運(yùn)動(dòng)，與首先停留的流體相毗鄰的流體一起填充了前一部分流體壓縮和管壁膨脹而擴(kuò)大了的容積之后，其流速也相繼從+V0驟降為零，隨即產(chǎn)生升壓，流體壓縮和管壁膨脹．這樣依次由閥門C向循環(huán)水泵a延伸．當(dāng)這種升壓運(yùn)動(dòng)傳播到假設(shè)壓力恒定點(diǎn)1時(shí)，1一2管道中的全部流體速度都變?yōu)榱?，在這一瞬間，管道中流體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為流體的彈性壓縮能和管壁的變形能，1-2管在正壓力作用下呈現(xiàn)膨脹狀態(tài)。

當(dāng)水錘波達(dá)到點(diǎn)1時(shí)，由于點(diǎn)1壓力不變，所以在壓力波達(dá)到的瞬間，點(diǎn)1處于一種不平衡狀態(tài)。點(diǎn)1處流體密度首先恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，升壓隨即消失。由這一瞬間開始，壓力波向反方向運(yùn)動(dòng)，管段1-2中流體產(chǎn)生與原來(lái)相反的流動(dòng)，這種降壓以同樣的傳播速度向閥門C處傳播，當(dāng)其返回閥門C處時(shí)，管道1-2中的壓力全部為H1，即與點(diǎn)1的壓力相等。

由于管道1-2中流體向循環(huán)水泵a流動(dòng)，而閥門處于完全關(guān)閥狀態(tài)，無(wú)流體補(bǔ)充以維持這種流動(dòng)，從而引起該處壓力下降，流體密度減小和管壁的收縮，這種降壓運(yùn)動(dòng)又以同樣傳播速度向a處傳播。當(dāng)?shù)竭_(dá)點(diǎn)1時(shí)，管道中的流速都變?yōu)榱?。在這一瞬間，管道中全部流體的動(dòng)能變?yōu)榱黧w的彈性膨脹能和管壁的收縮變形能，管道中壓力降低。管道1-2呈收縮狀態(tài)。

雖然管道1-2中流體壓力降低，但由于點(diǎn)1的水頭高于管道1-2中的壓力，于是使點(diǎn)1處的流體產(chǎn)生向閥門C的流動(dòng)，管道1-2中的壓力開始升高，這種壓力波以同要的速度向閥門C處傳播，當(dāng)傳播到閥門C處后，壓力回升到穩(wěn)定值H1。管道1-2呈收縮狀態(tài)。

由于磨擦以及流體和管壁的非完全彈性等作用，使振蕩發(fā)生阻尼，壓力波逐漸衰減，從而最終使流動(dòng)消失。

在閥門C的另一例，點(diǎn)3將出現(xiàn)類似情景。但開始時(shí)是減壓波向閥門C下游管道傳播，液體汽化現(xiàn)象稱為氣穴或空穴。由于氣穴處是氣體而不是液體．而破壞水流的連續(xù)性．發(fā)生這種邊界條件變化，通常會(huì)使上游的液柱加速而下游液柱減速，從而使上游的液柱趕上下游的波柱，導(dǎo)致氣泡破裂、潰滅，或者當(dāng)氣穴中的氣體被帶到下游壓強(qiáng)較大的區(qū)域時(shí)，發(fā)主氣穴的條件消失，也發(fā)生空泡的潰滅．在空泡潰滅的過(guò)程中，空泡潰滅水錘極大，可以大到足以破壞管子。

在管道中發(fā)生水錘現(xiàn)象后，任何一點(diǎn)的流速和壓力不僅與該點(diǎn)的位置有關(guān)，而且與時(shí)間有關(guān)，因而是非穩(wěn)定流．在水錘現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程中，由于液體受到巨大壓強(qiáng)的作用，在計(jì)算中必須考慮液體的壓縮性和管壁的彈性變形，否則，將會(huì)導(dǎo)致與實(shí)際不符合的結(jié)果。

二、基本方程

熱水供熱網(wǎng)的水力瞬變可以用下面的一些對(duì)擬線性雙曲編微方程描述：

（1）

連續(xù)方程：

（2）

式中：H--測(cè)壓管水頭（mH2O）;t--時(shí)間，（S）;

a--水錘波傳播速度，（m/s）；g--重力加速度，（m/s2）;

A--管道橫截面積，（m2）；Q--管道流量，（m3/s）

x---計(jì)算點(diǎn)距起始點(diǎn)的坐標(biāo)蹁，（m）f-管道沿程磨擦阻力系數(shù)；

D--管內(nèi)徑，（m）

應(yīng)用特征線解法可以將方程（1）和方程（2）變換成四個(gè)常微方程：

在變換原偏微議程的過(guò)程中，沒有作過(guò)常常近似，因此按方程（3）至方程（4）至方程（6）得到的角，就是原來(lái)方程（1）和（2）所確定的系統(tǒng)的解。C+、C-為兩組相容性方程，其中方程（4）和方程（6）為xt平面上的兩條特征線，方程（3）和（5）分別為在兩條特征線上成立的相容性方程。

把一根管子分成N段，每一段的長(zhǎng)度為x，算出時(shí)步為t=x/a，當(dāng)已知i-1點(diǎn)及i+1點(diǎn)的H和Q值時(shí)，可以沿特征線dx/dt=±a積分方程（3）和（5），并對(duì)磨擦項(xiàng)作一階近似可得到有限差分方程如下：

（7）

（8）

式中：

Qpd、Hpd--時(shí)刻t管道第i個(gè)計(jì)算截面的未知流量和測(cè)壓管水頭；

Qi-1、Hi-1--時(shí)刻t-t管道第i-1個(gè)計(jì)算截面的未知流量和測(cè)壓管水頭；

Qi+1、Hi+1--時(shí)刻t-t管道第i+1個(gè)計(jì)算截面的未知流量和測(cè)壓管水頭；

若已知t=0時(shí)刻管道的各計(jì)算截面的H和Q值，在任何一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)格交點(diǎn);都可以利用方程組求出計(jì)算時(shí)刻的H和Q值。

需要注意的是，管網(wǎng)是由很多管段組成的，對(duì)所有的管道，時(shí)間步長(zhǎng)的選取應(yīng)當(dāng)滿足庫(kù)朗相容性，必須把時(shí)間增量取成相等。

轉(zhuǎn)貼于 三、邊界條件

水錘產(chǎn)生的大兵團(tuán)是由于邊界條件變化如某一泵上突然停電或閥門突然關(guān)閉等原因引起的。這里的關(guān)鍵是要給出連接管路兩端的邊界條件。下面逐各討論熱水供熱網(wǎng)中常見的邊界條件。

1.水泵

（1）正常工作的水泵

正常工作的水泵的特性，可以通過(guò)其特性曲線來(lái)確定，泵的曲線可以寫為；

（9）

式中：α1、α2--表征水泵特性的兩個(gè)系數(shù)；

H9--水泵的斷流水頭，（mH2O）

Hp1--水泵吸水端的測(cè)壓管水頭（mH2O）

Hp2--水泵出水端的測(cè)壓管水頭（mH2O）

將方程（9）和方程（7）、方程（8）聯(lián)立，可以求出流量為

（10）

式中：B1--水泵吸水管的計(jì)算常數(shù)；B2--水泵出水管的計(jì)算常數(shù)；

其它的水頭、流量值可以從相應(yīng)的方程中求出。

（2）意外停泵

水泵意外停泵之后在慣性作用下繼續(xù)減速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)管道流速減小到零而開始倒流時(shí)，水泵在侄流情況下仍繼續(xù)減速正轉(zhuǎn)，直至轉(zhuǎn)速為零，之后還可能在反向壓力的作用下倒轉(zhuǎn)。因此，水泵的工作特性不能用某一恒定轉(zhuǎn)速下的水泵特性曲線表示，必須由水泵降速以至反向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中各種不同轉(zhuǎn)速情況下的水泵特性曲線表示，即用水泵的全特性曲線表示。

根據(jù)相似準(zhǔn)則，當(dāng)泵的比轉(zhuǎn)速相同時(shí)，泵具有相同的全特性WH及WB。

令

（11）

其中

式中：下標(biāo)R--代表額定值，H--揚(yáng)程；Q--流量

T--軸轉(zhuǎn)矩，N--轉(zhuǎn)速

如果某臺(tái)泵的全特性曲線已知，那么就有α和v兩個(gè)未知量，可以通過(guò)水頭平衡方程和扭矩平衡方程，疊代求解v和α，得到每一時(shí)刻泵的動(dòng)態(tài)參數(shù)作為邊界條件。

2．調(diào)節(jié)閥

如果有一個(gè)調(diào)節(jié)閥裝在已知管線內(nèi)，對(duì)于正向流動(dòng)可以得到閥門的邊界條件方程如下：

（12）

式中：H0--在初始穩(wěn)定條件下，通過(guò)閥的流量為Q0時(shí)，閥門前后的水頭差。

腳標(biāo)1--調(diào)節(jié)閥上游側(cè)的截面標(biāo)號(hào)；

腳標(biāo)2--調(diào)節(jié)閥下游側(cè)的截面標(biāo)號(hào)；

方程（12）和方程（7）、（8）聯(lián)立時(shí)，可解得：

（13）

式中

同理，對(duì)于負(fù)向流動(dòng)，閥門的邊界條件為

（14）

方程（14）、（8）聯(lián)立，可解得；

（15）

3．管道串聯(lián)節(jié)點(diǎn)

串了管為不同管徑的組合，對(duì)于壁厚、管材、坡度、管壁粗度不同的等直徑管道也同樣適用。

由連續(xù)性方程和串聯(lián)節(jié)點(diǎn)處壓力水頭相等的條件，可寫出串聯(lián)節(jié)點(diǎn)的邊界條件方程：

（16）

式中各參量右下角的第一個(gè)下標(biāo)表示管子的序號(hào)，第二個(gè)下標(biāo)表示管段節(jié)點(diǎn)的序號(hào)

聯(lián)立方程（16）和方程（7）、（8）可以求解得到：

（17）

式中B1、B2、R1、R2分別表示第一、第二根管子的計(jì)算常數(shù)。

4．分叉管道的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)

分叉管道的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)，若包略管道節(jié)點(diǎn)處的局部損失，可近似地看作各管道節(jié)點(diǎn)處的水頭相等，再使用連續(xù)性方程，建立其相應(yīng)的邊界條件。

5．局部損失

在某些管路中，局部損失可能是水頭損失的重要部分，在一個(gè)串聯(lián)管道變徑節(jié)點(diǎn)處，方程（16）用下式代替：

（18）

聯(lián)立方程（18）和方程（7）、（8）可求解各未知變量。方程（18）中各符號(hào)的意義同前，ζ為節(jié)點(diǎn)出的局部阻力系數(shù)。

6．熱用戶

根據(jù)能量方程、孔口方程、連續(xù)性方程，建立其相應(yīng)的邊界條件方程如下：

正向流動(dòng)：

（19）

反向流動(dòng)：

（20）

式中：S--熱用戶的阻力數(shù)，τ--閥門的相對(duì)開度；

H0--τ=1時(shí)，以Q0的流量流經(jīng)閥門時(shí)，水力越度線的定常降落，（mH0）。

正向流動(dòng)：

（21）

反向流動(dòng)：

（22）

式中：

7．集中慣性元件

在主管和裝置間的短接頭、較長(zhǎng)系統(tǒng)中的短管和管殼式水加熱器都可當(dāng)作集中慣性元件來(lái)處理，認(rèn)為管為非彈性的，其中的液體為不可壓的，瞬變分析時(shí)，認(rèn)為這部分的彈性遠(yuǎn)不及慣性重要，當(dāng)液體介質(zhì)為固體處理。

四、蒸汽空泡潰滅水錘

當(dāng)在供熱系統(tǒng)中水錘引起的壓力降低到汽化壓力時(shí)，涉及到水、汽兩相流問題，因此變得更為復(fù)雜。本文不反注意力集中在兩相流的汽泡動(dòng)力學(xué)上，只從"宏觀的"觀點(diǎn)來(lái)討論問題。認(rèn)為汽穴使水汽分離，而在壓力升高時(shí)，被分離的水柱再度彌合，互相撞擊，形成壓力急驟上升。水柱分離及彌合現(xiàn)象的物理模型，基于以下的假設(shè)；

1．水柱分離后，兩水柱的截面與管軸線是垂直的，兩水柱間的空穴充滿蒸汽，其壓力等于水的汽化壓力．

2.水柱分離發(fā)生在管道分段的計(jì)計(jì)算截面上．

3．在瞬變期間，水中無(wú)空汽析出，因而其上錘的傳播速度，在連續(xù)流體的區(qū)域中是常數(shù)．

4．水柱在彌合后不殘留汽泡．

根據(jù)以上假設(shè)，計(jì)算蒸汽空泡潰滅水錘．在瞬變計(jì)算過(guò)程中，當(dāng)任何一個(gè)。截面等于或小

于汽化壓力時(shí)，該截面的空穴可以按質(zhì)量守恒原理生成或消失。假設(shè)在時(shí)間步長(zhǎng)t流入截面的平均流量是Qpn，流截面的平均流量是Qp，那么空穴的體積為

(23)

所求空穴的體積是從開始生水柱分離的時(shí)間內(nèi)，每一時(shí)間間隔t求代數(shù)和，進(jìn)行組加．在空泡消失那一時(shí)刻，兩水柱技發(fā)生撞擊，產(chǎn)生空泡潰滅，壓力將劇烈上升；這時(shí)的壓力可用剛性水錘理論來(lái)計(jì)算．將兩段水柱視作剛體并忽略管道的摩擦阻力損失，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成壓能，水頭的升高可由下式計(jì)算：

(24)

因此，在產(chǎn)生蒸汽空泡前和空泡潰滅后，都將視作連續(xù)的流體．采用前面所述的常規(guī)的特征線進(jìn)行計(jì)算，而一旦產(chǎn)主蒸汽空泡后，就將該截面視作新的特殊邊界--"水柱分高"邊界點(diǎn)，按照本柱分離的數(shù)學(xué)模型計(jì)算．

五、軟件和應(yīng)用

根據(jù)上述的水錘計(jì)算數(shù)學(xué)模型，編制出熱水供熱系統(tǒng)水錘計(jì)算軟件．該軟件具有如下功能：

1．模擬供熱系統(tǒng)某閥門關(guān)閉、開啟或調(diào)節(jié)開度時(shí)熱網(wǎng)的瞬變工況；

2；模擬停電等原因引起的水泵故障時(shí)的瞬變工況。

3．模擬上述幾種事故各種組合形式下的熱網(wǎng)瞬變工況．

根據(jù)模擬的結(jié)果可以分析供熱系統(tǒng)在熱負(fù)荷變化時(shí)，在閥門調(diào)節(jié)時(shí)，以及水泵故障等情況下的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)可能引起系統(tǒng)損壞的設(shè)計(jì)和運(yùn)行工況，論證設(shè)計(jì)的可行性，確定調(diào)節(jié)動(dòng)作的安全性，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、為制定系統(tǒng)水錘保護(hù)措施提供依據(jù)．

為檢驗(yàn)計(jì)算數(shù)學(xué)模型的合理性，應(yīng)用該軟件對(duì)北京某大型熱水供熱系統(tǒng)進(jìn)行了可能出現(xiàn)的十一種瞬變工況的模擬計(jì)算．計(jì)算結(jié)果從物理上看合理、正確，與某國(guó)咨詢公司對(duì)同一系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果相比較；除在出現(xiàn)蒸汽汽穴現(xiàn)象時(shí)，咨詢公司的計(jì)算結(jié)果有錯(cuò)誤而得到糾正外，其它的計(jì)算都吻合較好．表明本計(jì)算數(shù)學(xué)模型接近實(shí)際，軟件可用于實(shí)際工程的模擬計(jì)算和分析．

參考文獻(xiàn)

1.《瞬變交流》，清華大學(xué)流體傳動(dòng)與控制教研組譯．水利電力出版社1983

2．M·H·Chaudy:AppliedHydraulictransients，N.Y.NanNosterandReinhold，1979

篇10

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；模型

中圖分類號(hào)： TK114 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和供熱用戶的不斷增加，集中供熱已成為城市供熱的主要發(fā)展方向之一。進(jìn)行城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化研究，不但對(duì)節(jié)約投資，降低供熱能耗，提高企業(yè)效益等有重要意義，而且是實(shí)現(xiàn)供熱安全可靠的重要環(huán)節(jié)。

熱能輸送管網(wǎng)的參數(shù)選擇，是進(jìn)行熱網(wǎng)優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)之一。而供熱管網(wǎng)的直徑選取則是其中的主要問題。輸送熱能的載熱體，在滿足用戶需要的條件下，當(dāng)其流速增大，管道直徑就可以小些，因而減少了投資和散熱量，管網(wǎng)直徑越小，輸送阻力越大，動(dòng)力消耗的費(fèi)用就越大；反之，管徑越大，輸送阻力越小，動(dòng)力消耗的費(fèi)用越小，但基建投資就越大。所以，必然存在一個(gè)最優(yōu)管徑，即最經(jīng)濟(jì)管徑，在這種情況下，基建投資和動(dòng)力消耗等費(fèi)用和最小。而傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)管徑法常用于粗算管網(wǎng)直徑，存在一定缺陷；清華模型相對(duì)比較完善，但解法繁瑣。針對(duì)上述問題，本文從經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的角度建立改進(jìn)的供熱管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化模型，并采用簡(jiǎn)便實(shí)用的優(yōu)化計(jì)算方法，通過(guò)實(shí)際工程分析計(jì)算，驗(yàn)證了本方法的可行性。

1數(shù)學(xué)模型

由于供熱系統(tǒng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型是非線性規(guī)劃問題，而目前還沒有求解該問題的成熟解法，因此需要對(duì)經(jīng)典模型進(jìn)行變換以便求解。

1.1基本公式

二次往熱水管網(wǎng)中，內(nèi)徑、水流量 、設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的關(guān)系：

式中：C-水的比熱；

tng-熱水網(wǎng)設(shè)計(jì)供水溫度；

tnh-熱水網(wǎng)設(shè)計(jì)回水溫度；

1-管壁絕對(duì)粗糙度；

ρ1-水的密度；

R1 -熱水網(wǎng)的比摩阻。

1.2熱水網(wǎng)費(fèi)用

管網(wǎng)費(fèi)用包括：管網(wǎng)建設(shè)投資與折舊、介質(zhì)動(dòng)力消耗費(fèi)用與熱網(wǎng)散熱損失。

1.2.1管lj初投資

式中：σ-投資效果系數(shù)；

a1，b1-管網(wǎng)造價(jià)函數(shù)回歸系數(shù)。

1.2.2管段lj的年折舊費(fèi)

式中：r-管網(wǎng)年折舊率；

ρ-投資固定資產(chǎn)形成率。

1.2.3輸送單位熱負(fù)荷的動(dòng)力消耗費(fèi)用

式中：ld1（lj）-管段lj的局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度（米）；

ηxb-循環(huán)水泵效率；

Hg1-全年供暖小時(shí)數(shù)；

pd-工業(yè)用電價(jià)格（元/千瓦）。

1.2.4輸送單位熱負(fù)荷的動(dòng)力消耗費(fèi)用

式中：k-傳熱系數(shù)；

管道附件局部熱損失系數(shù)；

采暖期室外平均溫度；

熱價(jià)（元/千瓦）。

1.2.5輸送單位熱負(fù)荷，熱水管網(wǎng)部分的年計(jì)算費(fèi)用

1.3管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化模型

為使管網(wǎng)的建設(shè)投資和動(dòng)力消耗費(fèi)用最小，管網(wǎng)的直徑應(yīng)滿足下面目標(biāo)函數(shù)，

即熱水管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：

Min

該供熱管網(wǎng)管徑優(yōu)化問題是無(wú)約束非線性規(guī)劃問題，本文采用牛頓搜索法進(jìn)行求解。

2 應(yīng)用舉例

某供熱管網(wǎng)參數(shù)如下：

（1）供回水溫度130/90，室內(nèi)采暖計(jì)算溫度為18℃，室外平均溫度-11℃；

（2）供熱系統(tǒng)回收年限8年，投資效果系數(shù)0.125；

（3）管網(wǎng)造價(jià)回歸系數(shù)

（4）管網(wǎng)年折舊率3%；

（5）投資固定資產(chǎn)形成率0.95；

（6）循環(huán)水泵效率75%；

（7）供暖天數(shù)136天，用電價(jià)格0.45元/度；

（8）管道傳熱系數(shù)0.8。

根據(jù)優(yōu)化模型，通過(guò)Matlab編寫優(yōu)化程序，確定各管段最優(yōu)管徑。具體計(jì)算結(jié)果如表1、表2。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)管網(wǎng)優(yōu)化模型計(jì)算結(jié)果可知：

（1）管網(wǎng)初投資減少，年折舊費(fèi)用相應(yīng)降低；

（2）管網(wǎng)熱力消耗費(fèi)用也有所較少；

（3）管網(wǎng)年總費(fèi)用比優(yōu)化前減少了5.1%；

（4）本管網(wǎng)規(guī)模較小，經(jīng)濟(jì)效益也較小，但優(yōu)化潛力較大。

（5）從能量經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本原理出發(fā)，提出新的較為簡(jiǎn)便的熱水管網(wǎng)模型，并對(duì)該模型采用牛頓法求解。

參考文獻(xiàn)

[1]沈幼庭.熱力系統(tǒng)及設(shè)備優(yōu)化[M].機(jī)械工程出版社.1985.

[2]劉麗莉.供熱系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃研究[M].系統(tǒng)工程.1998.