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矿区热水供暖局部调节研究与应用

2020-08-07阎丽雯

卷宗 2020年18期
关键词:节能降耗

阎丽雯

摘 要:在建筑物中,热水供暖系统应用的较多,能够满足人们的使用需求,在矿区生产中,作为重要的组成部分,必须引起高度重视。基于此,本文对矿区热水供暖局部调节的相关内容进行了详细分析,希望能够起到一定的借鉴作用。

关键词:热水供暖;局部调节;供热调节;节能降耗

热水供暖系统对建筑物供热时,不仅要保证在设计室外温度下,维持室内温度符合设计值,而且要在其它的冬季室外条件下也能得到保证。不仅要求建筑物整体的平均温度符合设计要求,而且要求房间的室温波动在容许的范围内。也就是说,供热系统应当根据室外气象条件变化而引起建筑物热负荷的变化来调节供热量,从而达到热量供需平衡,即按需供热,以保证室内温度满足用户需求。要达到以上要求,不仅需要正确的设计,而且要求对供热系统的供热量根据热用户的热负荷变化情况进行正确合理的调节,即达到热量供需一致。

1 供热调节的目的及原理

热水供暖系统的供热调节,实质上就是调节散热器的平均计算温度差,即调节供、回水的平均温度,来满足不同工况下散热器的放热量。根据供暖热负荷随室外温度的改变而变化,对热源的供应量进行调节控制,以便维持供暖建筑物室内所要求的温度。当供暖系统在稳定状态运行时,如果不考虑管网的沿途热损失,系统的供热量应该等于热用户散热设备的放热量,同时也应等于供热用户的热负荷。

在供暖室外计算温度t,散热设备采用散热器时,则有如下的热平衡:

Q1=Q2=Q3

Q1=q1V1(t1—t)W

Q2=q2V2(t2—t1)W

Q3=Gc(t3—t4)/3600W

式中:Q1——建筑物的供暖设计热负荷,W;Q2----在供暖室外计算温度t下,散热器放出的热量,W;Q3——-在供暖室外计算温度t下,供暖管网输送的热量,W;q1——建筑物的供热体积热指标,即热用户每立方米外部体积在室外温度差为10C时的耗热量,W/m3·℃;V1——建筑物的外部体积,m3;t——-供暖室外计算温度,℃;t1——供暖室内温度,℃;q2——散热器的传热系数,W/m2·℃;V2——散热器的散热面积m2;t2——散热器内的热介质平均温度,℃;G——热用户的循环水量,Kg/h;c——热水的质量比热,c=4187J/Kg·℃t3——-进入热用户的供水温度,℃;t4——热用户的回水温度,℃。

2 供热调节的具体类型和方式

供热调节分为对系统的初调节和对系统的运行调节两种。

一般来说,无论设计得多么仔细的供暖系统,在建成投入运行时,总有某些用户的室温不符合设计要求。这时,可以利用预先安装的阀门,对各支管的流量进行一次调节。使各用户的流量达到所要求的流量。这种在投入运行初期所进行的调节,稱为供暖系统的初调节。

热水供暖系统的初调节分为室外调节和室内调节两部分。首先通过调节各用户入口处和管网上的阀门,使热水网路的水力工况(热水管网中各段流量和各节点压力分布的状况)满足各用户的要求,然后再对室内系统的各立管和支管进行调节。引入口或热力站通常都装有检测仪表,所以室外网路的处调节可以根据热水的温度和流量或压差进行调节,而室内系统的调节通常只能依靠临时观测各房间室温来进行调节。在供暖初期的室外温度较高时进行初调节,随着室外温度的降低,重力循环作用压差将增大,由于水泵产生的作用压差不变,上层散热器的循环回路的总作用压差增加得多一些,因而系统将产生上热下冷的竖向热力失调。反之,如初调节在供暖室外计算温度下进行,则在室外温度较高时,系统将出现上冷下热的竖向失调现象。

在初调节进行完毕后,热水采暖系统还应根据室外气象条件的变化进行调节,这种调节方法称为运行调节即供热调节。运行调节的目的在于使用的散热设备的放热量与用户的热负荷的变化相适应,以防止热用户室内温度过高或过低现象。

根据调节地点不同,供热调节可以分为集中调节、局部调节和个体调节三种调节方式。集中调节在热源处集中进行,局部调节在热力站或用户引入口进行,而个体调节直接在散热设备处进行。

集中调节的方法有下列几种:

1)质调节——改变供热网路的供回水温度,运行管理简便。网路循环水量保持不变,网路的水力工况稳定。但由于在整个供暖期中,网路循环水量总保持不变,消耗电能较多。对于有多种用户的热水供热系统,在室外较高时,如仍按质调节进行供热,往往难以满足要求。

2)量调节——改变供热网路的循环流量。进行集中流量调节时,在热源处随室外温度的变化,不断改变网路循环水量,但网路的供水温度保持不变。在运行中,不断地随着室外温度的变化而改变网路流量也难以运行管理,所以流量调节往往作为集中质调节的一种辅助方式,对局部供暖系统作辅助性的调节。

3)分阶段改变流量的质调节。是在供暖期中按室外温度高低分成几个阶段。在室外温度较低的阶段中保持较大流量,而在室外温度较高阶段保持较小流量。在热水供暖系统中,一般可选用两台不同规格的循环水泵,其中一台循环水泵的流量和扬程按设计计算值的100%选择,另一台循环泵按设计值的75%选择。多种容量的循环泵在一定程度上可以互为备用,采用分阶段变流量的质调节时,热水供暖系统中可以不设备用泵。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点,既较好地避免了垂直损失,又显著节约了电能。

4)间歇调节——改变每天供暖时数。即当室外温度升高时,不改变网路的循环水量和供水温度,而只减少每天供暖时数。间歇调节可以在室外温度较高的供暖初期和末期,作为一种辅助的调节措施。即网路的流量和供水温度保持不变,网路每天工作总时数随室外温度的升高而减少。

计算公式如下:n=24(tn-tw)/(tn-tw1)h/d

式中:tn——供暖室内计算温度,℃;tw——间歇运行时的室外温度,℃;tw1——与间歇供暖时采用的网路供水温度相对应的室外温度,℃;

5)局部调节——针对性的对某一部分的调节,就是在质调节和量调节的基础上,对局部仍然存在的问题的调节。

矿区往往地势高低落差大,供热管网战线长,政策性改造频繁,由于环保措施的进一步落实,平煤系统原有的锅炉—蒸汽采暖,逐步被热电厂—热水供暖系统所替代,原有的蒸汽供暖系统改造为热水供暖系统。

上一年度采暖季,平煤一矿运行的三个汽水热交换站包括锅炉房热交换站、南风热交换站和平煤一矿职工医院热交换站。矿区热用户在矿区办公院内外办公楼大部分供热系统由原来的蒸汽采暖改为热水采暖系统。采暖楼户标高差大,楼型各异,随着矿井扩产扩建,和环保项目落地。出现一批供暖压力失衡现象,例如矿院外新区队办公楼是由原建的蒸汽采暖系统后改建的热水采暖系统。近一个采暖期该楼的供暖系统由于上述原因的才供暖压力失衡问题,该办公楼采暖基本上处于瘫痪状态。新区队楼位于锅炉房热交换站供暖系统的末梢、地势的最低点,供热距离过远,在运行工况时出现了回水压力不足,回水不回的状况,热水供暖系统是一个密闭的系统,回水回不了散热器就没有热水循环,供水管和回水管之间的压差在网路末端最小。與热水管网直接连接的用户系统,无论在网路循环泵运行或停止时其回路水管的测压管水头都必须高于用户系统的充水高度。以防系统倒空吸入空气,破坏正常运行和腐蚀管道。新区队楼正是一个热水供热管网末端的一个供回水压差基本平衡的一个自行封闭系统无法循环。通过现场测量面积,高差,温差,现管径,对照查阅原设计图,通过查阅《热水供暖系统管道阻力》《热水网络水力计算》等设计资料结合现场测量数据重新绘图计算、对比应用。在用户入口的回水管上安装水泵,抽引用户系统的回水压入外网的回水干管。使该楼的供回水系统产生压差,正常循环运行。

3 结束语

热水供暖系统的供热调节,是把建筑物看成一个整体的供热对象,来维持建筑物室内温度的平均值和设计要求的温度相一致,达到供暖系统的最佳工况。

参考文献

[1]陈诗光,陈伟钦.低温热水地面辐射供暖施工技术[J].安装,2017(10):90-91.

[2]刘铭,刘海华.集中热水供暖系统中节能措施的探讨[J].价值工程,2011(17):99-100.

[3]崔宏波.热水供暖系统水力工况分析及调节设施[J].山西建筑,2010(03):89-90.

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