供熱管網(wǎng)水力平衡

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1、淺談供熱管網(wǎng)水力平衡一、緒論隨著我國國民經(jīng)濟的總體拉動，國家建設正向基礎設施建設傾斜。近年來，集中供熱和區(qū)域供熱得以大力推廣，熱水供熱管網(wǎng)逐漸增多。但供熱管網(wǎng)在運行中普遍存在水力失調的問題，造成近端過熱、遠端過冷的狀況。這不但降低了供熱系統(tǒng)的效率，而且惡化了供熱質量，使得供熱系統(tǒng)能耗和運行費用大幅度增加。如何實現(xiàn)供熱管網(wǎng)的水力平衡，消除業(yè)已失調的運行工況，提高管網(wǎng)的經(jīng)濟性、安全性和可靠性，改善供熱質量，是我們目前所面臨的一個嚴峻問題。由于管網(wǎng)系統(tǒng)的高度非線性和耦合度，對于區(qū)域熱網(wǎng)的水力失調問題的解決比較困難。很多熱網(wǎng)建成后就存在問題，進行一次或多次改造后

2、，往往舊問題剛解決，新問題又來了。即使非常有經(jīng)驗的專家，對一些老大難問題也感到十分棘手。1.1水力失調的原因供熱管網(wǎng)水力失調是指供熱管網(wǎng)中的某些管段在運行中的實際運行流量與設計流量的不一致現(xiàn)象。也就是說，供熱管網(wǎng)不能按照管段所需要的流量分配給各個用戶，導致不同位置用戶的冷熱不均的現(xiàn)象。產(chǎn)生水力失調的根本原因是供熱管網(wǎng)存在阻力不平衡。1.2設計導致的失調在供熱管網(wǎng)設計時，通常所遵循的原則是滿足最不利點所必需的資用壓頭。這樣就會使其它管段的資用壓頭都會有不同程度的富裕量。在自然狀態(tài)下來分配各個管段流量，必然產(chǎn)生水力失調。另外，在設計計算過程中，管道、散熱器和

3、水泵選型都會有一定的放大系數(shù)，也加劇了這種不平衡。1.3運行導致的失調系統(tǒng)中用戶用熱量發(fā)生變化時，要求各管段流量重新分配，從而導致水力失調。另外，由于目前絕大多數(shù)的用戶系統(tǒng)是單管順流式采暖系統(tǒng)，缺少必要的調節(jié)設備，也會導致水力失調。改造導致的失調，在熱網(wǎng)需要擴大供熱范圍和供熱負荷時，需要對熱網(wǎng)進行必要的擴建和改造，從而導致水力失調。1.4解決水力失調的途徑更換大流量、高揚程循環(huán)水泵隨著熱網(wǎng)半徑的不斷擴大，熱網(wǎng)的水力失調現(xiàn)象將會加劇。許多運行管理者和設計者通常采用更換大流量、高揚程循環(huán)水泵的方法來增大末端環(huán)路的流量，以緩解管網(wǎng)的水力失調狀況。這種方法雖然可

4、以緩解末端用戶不熱的問題，但會帶來近端熱用戶過熱的問題。而且由于小溫差運行，熱量浪費嚴重，運行成本很高。在熱用口處增加中繼泵熱網(wǎng)末端一些熱用戶不熱是因循環(huán)流量不夠，其實質是供回水壓頭不足。于是，在效果欠佳的熱用戶入口安裝供水加壓泵，提高熱用戶的壓頭，可以作為一種解決辦法。它的特點是降低了循環(huán)水泵的能耗，對于供熱半徑大的熱網(wǎng)節(jié)能效果更顯著。采用這種方法也存在一定的缺點：如果沒有實施有效的調節(jié)，這些加壓水泵會存在“搶水”問題，即安裝加壓水泵的用戶循環(huán)水流量增加了，而其前面的沒有安裝加壓水泵用戶的循環(huán)水流量卻明顯減少了。有時甚至為解決局部問題，導致整體出現(xiàn)更多

5、問題的現(xiàn)象。用附加阻力消除用戶剩余的資用壓頭在系統(tǒng)設計時，熱網(wǎng)各個用戶環(huán)路的阻力實現(xiàn)完全的平衡是很難做到的。為了消除剩余壓頭，可以采用附加阻力設備的辦法進行解決。1.5力平衡計算在熱源產(chǎn)熱量與管網(wǎng)負荷相匹配的前提下，解決管網(wǎng)的熱力失調現(xiàn)象應從整個管網(wǎng)的水力平衡計算入手，對各并聯(lián)支路的流量重新進行分配，使之所載熱量與各支路的熱負荷相適應，從而達到改善管網(wǎng)熱力失調現(xiàn)象的目的。在系統(tǒng)設計時通過水力平衡計算匹配管網(wǎng)阻力是克服水力失調的理想方法。1.6鍋爐節(jié)能減排的改造為了與發(fā)電用大型鍋爐相區(qū)別，中國把容量在65噸/時以下為工業(yè)生產(chǎn)供熱、為建筑物供暖的鍋爐稱之為工

6、業(yè)鍋爐。據(jù)1998年工業(yè)普查統(tǒng)計，全國工業(yè)鍋爐保有量為52萬臺、120萬蒸噸，其中70%是蒸汽鍋爐，其余是熱水鍋爐，年耗燃料約4億噸標準煤。工業(yè)鍋爐型式各異，主要是層燃鍋爐（正傳鏈條爐排鍋爐多達總數(shù)的60%以上），它們的熱效率普遍較低，低于80%者居大多數(shù)，高效低污染寬煤種的循環(huán)流化床鍋爐為數(shù)很少。由于種種原因，如結構設計不合理，制造質量不良，輔機配套不協(xié)調，可用煤種與設計不符，運行操作不當?shù)龋紩斐慑仩t出力不足、熱效率低下和輸出參數(shù)不合格等問題，結果是能源消耗量過大，甚至不能滿足生產(chǎn)要求。對于半新以下的鍋爐，采取技術改造措施解決問題，經(jīng)濟合理；對于接

7、近壽命期的鍋爐，則以更新為佳；究竟采取何種措施，應以技術先進、成熟，經(jīng)濟合理為原則，由于中國鍋爐的以上問題比較普遍，所以，節(jié)能潛力很大，約達4000萬噸標準煤。由于在用的工業(yè)鍋爐正轉鏈條爐排鍋爐居多數(shù)，當前推廣應用的節(jié)能改造技術，大部分是針對正轉鏈條爐排鍋爐的。各種技改措施分述如下。改造方案①給煤裝置改造中國的層燃鍋爐都是燃用原煤，其中占多數(shù)的正轉鏈條爐排鍋爐，原有的斗式給煤裝置，使得塊、末煤混合堆實在爐排上，阻礙鍋爐進風，影響燃燒。將斗式給煤改造成分層給煤，即使用重力篩選將原煤中塊、末自下而上松散地分布在爐排上，有利于進風，改善了燃燒狀況，提高煤的燃燒

8、率，減少灰渣含碳量，可獲得5%—20%的節(jié)煤率，節(jié)能效果視改前爐況而異，爐況越差