和韻電子新聞列表

Heyun News List

實(shí)現(xiàn)供暖節(jié)能在供熱系統(tǒng)中應(yīng)采取的措施

發(fā)布者：鎮(zhèn)江和韻電子科技有限公司發(fā)布時(shí)間：2010-11-28 22:23:52 點(diǎn)擊次數(shù)：252 關(guān)閉

摘要：本文闡述了目前供暖系統(tǒng)的狀況并進(jìn)行了工況分析，同時(shí)分析了供暖系統(tǒng)存在的問(wèn)題及造成能源浪費(fèi)的原因。介紹了自力式流量控制閥的工作原理及其使用后所獲得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

北京交通大學(xué)周萬(wàn)英劉英武

固安愛(ài)能供熱設(shè)備有限公司曹建平

一、概述

我校位于北京市海淀區(qū)西直門(mén)外上園村，截止到2005年底全校供暖面積51萬(wàn)平方米，安裝2臺(tái)1200×104大卡/時(shí)熱水燃煤鍋爐。鍋爐房采用一、二次水水熱交換，一次水設(shè)計(jì)熱媒為130/90℃，二次水設(shè)計(jì)熱媒為95/70℃，共建6個(gè)熱交換站，系統(tǒng)集中供暖調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)方式。

在多年的供暖運(yùn)行中，一次網(wǎng)給回水的溫差為10-20℃，回水溫度高達(dá)80-85℃，接近鍋爐的設(shè)計(jì)給水溫度，可經(jīng)過(guò)鍋爐升溫后的出水溫度卻只能維持在100-110℃之間，達(dá)不到鍋爐設(shè)計(jì)出口水溫，嚴(yán)重影響鍋爐的出力和正常運(yùn)行，由于一次網(wǎng)系統(tǒng)的水力失調(diào)，造成二次網(wǎng)的近端和遠(yuǎn)端換熱后的給水溫差達(dá)6-7℃，最大達(dá)到10℃，造成近端熱用戶室內(nèi)溫度超過(guò)25℃，遠(yuǎn)端熱用戶室溫低于16℃的“近熱遠(yuǎn)冷”現(xiàn)象。嚴(yán)重影響了二次網(wǎng)的供熱。

二、供暖系統(tǒng)運(yùn)行工況

供暖系統(tǒng)的循環(huán)流量，直接影響供暖質(zhì)量和供暖效果。供暖流量選擇過(guò)大，造成投資和運(yùn)行成本的增加；循環(huán)流量選擇過(guò)小，不僅無(wú)法保證供暖質(zhì)量，而且勢(shì)必造成更大的浪費(fèi)。一般設(shè)計(jì)計(jì)算循環(huán)流量多按下式計(jì)算：

G=Q/C（tg-th）×3.6×a1×a2

式中：

G：計(jì)算循環(huán)流量，m3/h

Q：設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，kw

C：水的比熱，kJ/（kg·℃）

tg、th：設(shè)計(jì)供回水溫度，℃

a1：散熱損失修正系數(shù)，1.05-1.1

a2：補(bǔ)水率修正系數(shù)，1.05-1.02

一次網(wǎng)設(shè)計(jì)水溫，按規(guī)范規(guī)定供水溫度應(yīng)取115-130℃，回水溫度應(yīng)取70-80℃，我校在實(shí)際運(yùn)行中供水溫度最高能達(dá)到90-100℃，回水溫度80℃，溫差也達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的45-50℃。而在定流量的前提下，供回水的溫差直接影響住戶居室溫度，而熱負(fù)荷與溫差相除又直接決定流量的大小。所以與上述公式計(jì)算的設(shè)計(jì)流量差距甚大。

定流量質(zhì)調(diào)的供暖方式，是我校也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)的通用方式，要過(guò)度到像北歐一帶的變流量供暖方式，即室內(nèi)有人時(shí)室溫要求達(dá)到20-25℃，室內(nèi)無(wú)人時(shí)只需維持6-8℃的值班采暖溫度，首先要有足夠容量的熱源和完善的運(yùn)行調(diào)控手段才能做到。而我校的熱源不足，近期得到改善的可能性較小，所以只有利用調(diào)控手段才能改善現(xiàn)狀。

1、不平衡

在運(yùn)行的供熱系統(tǒng)處在“大流量、低水溫、小溫差、高電耗”的狀況。其原因是企圖減輕供熱管網(wǎng)環(huán)路之間水力不平衡而造成的供水流量不到位�？墒�，這種運(yùn)行狀況并不能使嚴(yán)重的水力失調(diào)得到緩解，反而加大了水泵耗電量。許多室外供熱管路水力不平衡，流量不到位，靠近熱源的用戶流量過(guò)大，室溫過(guò)高，開(kāi)窗降溫，大量熱能流失，遠(yuǎn)離熱源的用戶流量不足，室溫過(guò)低，“近熱遠(yuǎn)冷”的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。為了提高末端用戶的室溫，一是采取加大循環(huán)流量，二是提高供水溫度或供熱量�？傊�，不是靠增加電耗，就是靠增加熱耗來(lái)消除熱力工況失調(diào)，掩蓋水力失調(diào)的存在。這樣，“冷”用戶滿意了，少數(shù)不熱的用戶也有所好轉(zhuǎn)，但“熱”用戶就更熱了。

造成供熱管網(wǎng)中水力失調(diào)的主要原因是由于系統(tǒng)內(nèi)的阻力分配不當(dāng)，不能按設(shè)計(jì)要求參數(shù)運(yùn)行，致使系統(tǒng)內(nèi)流量分配不均，出現(xiàn)近熱遠(yuǎn)冷的不平衡現(xiàn)象。這種情況不是單靠改變管徑、流速和使用普通閥門(mén)調(diào)節(jié)所能解決的。手動(dòng)調(diào)節(jié)閥是一種靜態(tài)調(diào)節(jié)的水力平衡元件，在實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)時(shí)，只有順序的重復(fù)多次，才能接近平衡，且供熱范圍越大，重復(fù)調(diào)節(jié)的次數(shù)越多，當(dāng)負(fù)荷增減變化時(shí)又需進(jìn)行重復(fù)調(diào)試，每年還必須重新調(diào)試。由于這種靜態(tài)的平衡元件沒(méi)有自動(dòng)消除供熱系統(tǒng)中剩余壓頭的能力，所以一般只使用于在規(guī)模較小，負(fù)荷及工況不變的前提下采用。

2、能耗大

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”。在熱水采暖系統(tǒng)中，循環(huán)水泵的工作點(diǎn)，即循環(huán)水泵的G-H特性曲線與網(wǎng)路特性曲線的交點(diǎn)。只有在這一點(diǎn)的流量下，水泵所產(chǎn)生的壓頭恰好與網(wǎng)路所需的壓頭相等，泵的工作點(diǎn)才能在效率高的最佳狀態(tài)下運(yùn)行。但是，計(jì)算的網(wǎng)路特性曲線與實(shí)際的網(wǎng)路特性曲線，由于系統(tǒng)的水力失調(diào)，系統(tǒng)的實(shí)際流量將大于計(jì)算流量，其結(jié)果是“設(shè)計(jì)的”工作點(diǎn)向G-H特性曲線的右方偏移（見(jiàn)下圖）。工作點(diǎn)偏移程度與系統(tǒng)水力失調(diào)的大小有關(guān)。由于目前許多熱網(wǎng)均處于大流量運(yùn)行方式，泵的工作點(diǎn)常處在不經(jīng)濟(jì)的工作條件下運(yùn)行，由于流量與水泵軸功率成三次方的關(guān)系，所以大流量的運(yùn)行方式意味著電能消耗增大，如一般3萬(wàn)平方米左右建筑面積的供熱系統(tǒng)，循環(huán)水泵的電功率在15-30kW之間，若系統(tǒng)循環(huán)水量提高1.4倍，水泵電功率則提高2.7倍，達(dá)41-82kW供熱采暖網(wǎng)。

三、解決措施：自力式流量控制閥——實(shí)現(xiàn)采暖系統(tǒng)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡

如果一次網(wǎng)和二次網(wǎng)系統(tǒng)的嚴(yán)重水力失調(diào)不能從根本上解決，那么隨著供暖面積的增加不僅會(huì)造成能源的浪費(fèi)而且也會(huì)使供暖質(zhì)量不斷下降。經(jīng)過(guò)多次調(diào)研，我校選用了固安愛(ài)能供熱設(shè)備有限公司生產(chǎn)的自力式流量控制閥，以行政校園區(qū)為試點(diǎn)，經(jīng)過(guò)將近一個(gè)供暖季的實(shí)踐證明，一次網(wǎng)系統(tǒng)由于各熱交換站之間流量得到合理分配，使二次網(wǎng)的遠(yuǎn)近端溫差減少到0-2℃，從而使末站的熱交換效果接近首站的熱交換效果，供熱效果明顯改善，末端熱用戶室內(nèi)溫度達(dá)到18±2℃。

1、原理

自力式流量控制器是一個(gè)多孔板組合的聯(lián)動(dòng)裝置，是目前國(guó)內(nèi)較可靠的動(dòng)態(tài)水力平衡元件。它由一個(gè)流量設(shè)定可視調(diào)節(jié)閥，即手動(dòng)孔板（相當(dāng)于一個(gè)靜態(tài)水力平衡元件）和兩個(gè)閥瓣及彈簧、膜片組成的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置，即自動(dòng)的可調(diào)節(jié)孔板（相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)水力平衡元件）組成。

手動(dòng)可調(diào)孔板是用戶根據(jù)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的循環(huán)流量值，使用專用設(shè)備旋轉(zhuǎn)流量可視調(diào)節(jié)線，調(diào)至所需流量值對(duì)準(zhǔn)流量刻度線指示值即可。流量一經(jīng)設(shè)定，其值是永衡的，不受供熱系統(tǒng)的壓差、熱負(fù)荷等影響。自力式流量控制器中的自動(dòng)孔板將借助于系統(tǒng)的壓差為動(dòng)力，自動(dòng)調(diào)整阻力，直到完全消除該系統(tǒng)的剩余壓頭為止，從而確保流量設(shè)定值保持不變。所以，無(wú)論供熱管網(wǎng)的熱負(fù)荷如何變化，只要在用戶熱入口的回水管上水平安裝一臺(tái)自力式流量控制器，供熱管網(wǎng)系統(tǒng)便可在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能的作用下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)平衡。

2、安裝

我校在一次網(wǎng)共6個(gè)熱交換站的回水干管上全部安裝了自力式流量控制閥。從而實(shí)現(xiàn)了6個(gè)換熱站間的一次網(wǎng)水力平衡。二次網(wǎng)僅在行政校園區(qū)安裝，共4個(gè)熱交換站，供暖面積30萬(wàn)平方米，111個(gè)入口，占全校熱入口的51％。我們依據(jù)供回水管的管徑和循環(huán)流量值，選用等管徑或小一號(hào)規(guī)格的自力式流量控制閥，水平安裝在熱入口的回水管上。按計(jì)算的循環(huán)流量值逐個(gè)進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)定。處在末端的綜合樓和22號(hào)學(xué)生公寓由于供暖效果不達(dá)標(biāo)，暫時(shí)調(diào)到最大值。家屬區(qū)有21萬(wàn)平方米，由于資金問(wèn)題沒(méi)有安裝。

3、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

a、供暖運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)了量化管理

量化管理就是把熱量、電能等能耗加以量化，把系統(tǒng)中的流量和熱入口單體的循環(huán)流量，置于嚴(yán)格、精確的控制之下，將熱量隨流量按需分配到熱用戶，從而降低能耗，使管理更加科學(xué)合理。實(shí)現(xiàn)了各樓的供暖量化管理。即離熱源較近的用戶按單位供暖面積3.1-3.3L/h設(shè)定循環(huán)水量，離熱源較遠(yuǎn)的用戶按單位供暖面積3.4-3.6L/h設(shè)定循環(huán)水量。經(jīng)過(guò)這將近一個(gè)供暖周期的運(yùn)行實(shí)踐，不但有效地改變了原來(lái)部分區(qū)域供暖不能達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，供熱采暖網(wǎng)還從根本上解決了供暖不平衡問(wèn)題。

b、節(jié)電

在熱水供暖系統(tǒng)中，循環(huán)水泵所產(chǎn)生的壓力恰好與網(wǎng)路需要的壓力相等，泵的工作點(diǎn)才能在效率最高的最佳狀態(tài)下運(yùn)行。由于系統(tǒng)水力失調(diào)，整個(gè)系統(tǒng)均處于大流量的運(yùn)行方式，泵的工作點(diǎn)常處在不經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行，且為了避免循環(huán)水泵在大流量運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)電機(jī)過(guò)熱，甚至過(guò)載燒壞，操作人員不得不將泵出口閥門(mén)關(guān)小，讓電機(jī)在額定電流下運(yùn)行，要用這種方式增大泵的出口阻力，限制流量，對(duì)供熱管網(wǎng)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種無(wú)用的阻力。在管網(wǎng)中安裝自力式流量控制閥，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)后，管網(wǎng)中的阻力能自動(dòng)調(diào)整，確保水泵在最佳工況下運(yùn)行。單位面積循環(huán)水量減少，電機(jī)能耗亦相應(yīng)下降。

08年供暖后的嚴(yán)寒期，我校將自力式流量控制器調(diào)好后，一次網(wǎng)和二次網(wǎng)各少開(kāi)啟一臺(tái)循環(huán)泵，電機(jī)容量分別為37kW和75kW，小時(shí)可節(jié)省電量112kW/h，一個(gè)采暖季節(jié)省用電24萬(wàn)多元的運(yùn)行費(fèi)用。

c、節(jié)煤

在通常的供熱系統(tǒng)中，近端熱用戶水流量是設(shè)計(jì)流量的2-3倍，遠(yuǎn)端用戶水流量是設(shè)計(jì)流量的0.2-0.5倍。為了提高末端用戶的室溫，供熱系統(tǒng)采取了增大循環(huán)量的方法。但在流量受限制的條件下，則采用提高系統(tǒng)供水溫度和熱源供熱量的方法。這種運(yùn)行方式是靠增加電耗、熱耗來(lái)消除熱力工況的失調(diào)掩蓋水力失調(diào)的存在。采用自力式流量控制器后，從根本上解決了水力失調(diào)問(wèn)題，各熱用戶的流量均能按設(shè)計(jì)流量分配，使熱耗降低，從而可節(jié)煤，亦可提高供熱能力。

d、假期可控溫

假期期間學(xué)生部分宿舍和辦公樓有一個(gè)月的時(shí)間無(wú)人，可將流量調(diào)到平時(shí)的一半，使室溫保持在不凍的狀態(tài)就行了，又可以節(jié)約部分熱量。

通過(guò)一個(gè)冬季的實(shí)踐表明，原來(lái)末端熱用戶室溫不達(dá)標(biāo)的樓比如綜合樓和22號(hào)學(xué)生宿舍樓，今年達(dá)標(biāo)了�？偟男Чm然比去年有很大的提高，但尚有49％的末端用戶沒(méi)有安裝自力式流量控制閥，所以總的循環(huán)流量仍大于設(shè)計(jì)流量，如果每個(gè)熱入口都能按設(shè)計(jì)流量分配，那么全系統(tǒng)的運(yùn)行工況定能處在最佳，最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)。

綜上所述，采暖外網(wǎng)調(diào)節(jié)是節(jié)能降耗并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)供熱必要措施，安裝自力式流量控制器是實(shí)現(xiàn)這一目的的有效途徑。

上一個(gè)：我國(guó)裝備中泵閥等關(guān)鍵零部件受制于人

下一個(gè)：沒(méi)有了

熱門(mén)推薦：

和韻電子新聞列表

實(shí)現(xiàn)供暖節(jié)能在供熱系統(tǒng)中應(yīng)采取的措施