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试论供热管网系统改造中热平衡技术研究和应用

2013-01-27罗淑珍

资源节约与环保 2013年2期
关键词:换热站水力供热

罗淑珍

(新疆吐哈油田矿区服务事业部 839009)

减少供热管网系统能耗意义重大,应从设计和系统运行本身充分考虑各种节能措施,采用水力平衡调节及专用智能仪表有效解决管网水力失调和热力失调问题,以有效地达到节能环保。

1 鄯善基地供热管网系统现状分析

鄯善基地采暖管网北高南低,高低落差达51m,锅炉房位于中部,供热主管网沿南北方向布置,由地形高差引起的供热系统定压问题较难解决。高低两端用户由于供回水压力差过小,循环流量不足。同时由于鄯善基地经过多次改建扩建,采暖管线分支众多,未对整个管网进行统一规划和设计,供暖半径不同,用户之间循环流量差异很大,导致远端用户室内温度偏低。

2 热平衡方案的确定与实施

2.1 测温统计分析

对基地各供暖区域进行测温统计,对采暖期内的四次测温统计数据的对比分析,确定供暖温度不达标的区域。

2.2 管网水力计算

通过对主干分支管网流速计算分析,基地中间区域管道流速普遍较快,高低两端流速不足中间区域的50%。

根据上述水力计算和测温统计分析,确定采用分区供暖方式,达到供暖系统的整体水力平衡。将循环不利的录测井区域分离出来作为单独供暖区域,将与热源地势高着不大于5m,供暖半径不大于0.8km的区域作为第二供暖区域。将与热源地势高差大于5m,供暖半径大于0.8km的区域作为第三供暖区域。同时对区域内不平衡部分进行流量控制,达到整体平衡。

2.3 热平衡方案的实施

2.3.1 将原有单一的供热系统分成高、中、低三个供暖分区,将原有换热站改建为三个换热站,三个供暖区域分别定压。三座换热站分别作为三个供暖区域热源,分别在由自的采暖循环泵提供循环动力。在区域内部水力不平衡位置加装节流短管,增大部分区域流动阻力,控制流量,解决区域内部水力不平衡。

2.3.2 区域负荷计算

一级系统为热源送出的高温热水,锅炉的供回水温度为125-75,二级系统为经过换热器间接加热的低温水系统。二级热网供、回水温度为90-65。根据此原测计算三个供暖分区所需热负荷,循环泵功率及换热器换换热面积。

2.3.3 运行方案

经负荷计算基地总供热负荷需求约为21.84MW左右,两台20t锅炉的额定总功率为28MW完全可以满足供热需求,其余4台蒸汽锅炉可停用,作为备用和调峰锅炉。

2.3.4 调节控制方式

锅炉采用被动调控方式。对新建改建换热站加装带温度补偿的微机供热调控系统。根据外界气温变化温度补偿微机控制系统控制一次网出口电磁阀动作,进而控制二次网温度。锅炉出水阀门根据不同供暖阶段分为60%、80%、100%三个开度,锅炉出水温度根据外界气温变化进行相应控制。

3 项目关健技术

3.1 分区供暖技术

对整个管网及分支管线进行水力计算,确定每支沿途阴力损失,将沿途阻力损失相近的主管线划入到一个区域内,确保区域内部主管线之间水力平衡。根据该分支管线建筑物类型和供暖面积确定所需供暖负荷,计算分支管线实际循环流量,确定该分支管线过剩循环流量,通过节流短管进行流量控制。

3.2 温度补偿控制

对换热器加装带温度补偿的微机供热调节系统,根据所温自动调整一次网电磁阀开度,控制二次网出口温度,确保二次网水温符合供暖需求。对现有二次水循环水泵加装变频调速装置,利用自动监测控制方式节约能源消耗,对供热系统实行状态监测和量化管理,结合室外气温变化情况“看天供暖”实时调节供、回水温度,提高供热效率,从而提高系统运行效率。

4 效果分析

动力负荷:三个供暖区域供暖循环泵运行总功率为175KW,相比改造前降低56%,采暖周期节电80.6万Kw·h。热负荷:相比改造前降低4MW,一个供暖周期节约天然气120万m3。节约费用共计150.34万元。

5 结语

通过上述分析,采暖系统热平衡技术解决了水力循环问题。为能最大限度地降低供热能耗,提高供热效率和经济效益,就必须在整个供暖期的全过程实施分阶段变流量的经济运行方式,合理降低供热运行的基本能耗。加大自动化控制方面的研究,优化管网运行,整体提高系统热效率和能耗指标水平,实现系统节能。

[1]张锡虎,张威严 ,连通器和混水器在一二次水系统中的应用.暖通空调,2005,35(11):67-82

[2]罗伯特.珀蒂琼著,杨国荣,胡仰耆,魏炜,方伟译,全面水力平衡暖通空调水力系统设计与应用手册.北京:中国建筑工业出版社,2007

[3]李志,梁大为,陈瑞莲等“基于线性系统理论的热网平衡方法研究—用‘周期供热量’调节热网平衡”.《区域供热》.2005年3期

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