原創(chuàng) 婁躍明，等 煤氣與熱力雜志

煤氣與熱力雜志

微信號(hào) GAS-HEAT1978

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作 者： 婁躍明，郭佳，張建華，孔軍，李鶴，孫剛

第一作者單位：國(guó)電東勝熱力有限公司

摘自《煤氣與熱力》2021年10月刊

1    概述

本文以位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市的國(guó)電東勝熱力有限公司為例，對(duì)該公司所有熱力站設(shè)備進(jìn)行測(cè)評(píng)，對(duì)測(cè)評(píng)結(jié)果進(jìn)行分析，尋找在生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問題，并提出解決的辦法。

 

2    項(xiàng)目簡(jiǎn)介

國(guó)電東勝熱力有限公司熱力站設(shè)備測(cè)評(píng)是在中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司東北分院孫剛團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，在其多年指導(dǎo)熱網(wǎng)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上和對(duì)大量運(yùn)行數(shù)據(jù)分析整合的前提下，根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，確定測(cè)評(píng)指標(biāo)，進(jìn)行測(cè)評(píng)計(jì)算。

 

該公司熱源（首站）配有 4 臺(tái) 160 MW 汽 - 水換熱器、 8 組 38 MW 熱泵（熱泵的實(shí)際供熱量為 29 MW/ 組），因此，首站實(shí)際總供熱能力為 872 MW 。該公司供熱區(qū)域內(nèi)的絕大多數(shù)熱力站由該公司管理，少數(shù)熱力站由熱用戶自己管理（這部分熱力站稱為自管站），該公司還售熱給另外一家熱力公司的幾個(gè)熱力站（這幾個(gè)熱力站由另外一家熱力公司管理，稱為躉售站）。

 

該公司供熱區(qū)域內(nèi)的規(guī)劃供熱面積為 1 311 × 10 ⁴   m ² ，其中自管站供熱面積為 50.3 × 10 ⁴ m ² ，躉售站供熱面積為 36.5 × 10 ⁴ m ² ； 2020 — 2021 供暖期實(shí)際供熱面積為 1 122 × 10 ⁴   m ² ，其中自管站供熱面積為 44.1 × 10 ⁴ m ² ，躉售站供熱面積為 24.5 × 10 ⁴ m ² 。

 

該公司主要優(yōu)勢(shì)為一個(gè)獨(dú)立熱源，方便熱網(wǎng)調(diào)節(jié)，且供熱能力較充足。由熱源出來，一級(jí)管網(wǎng)共分 3 條線路，劃分 6 個(gè)供熱片區(qū)，轄 189 個(gè)熱力站。

 

為使熱力站設(shè)備配置更加合理，更加高效、節(jié)能運(yùn)行，我們對(duì)所有熱力站內(nèi)的一級(jí)管網(wǎng)電動(dòng) 調(diào)節(jié)閥 （以下簡(jiǎn)稱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥）、二級(jí)管網(wǎng)循環(huán) 水泵 （以下簡(jiǎn)稱循環(huán)水泵）和 板式換熱器 進(jìn)行了測(cè)評(píng)。

 

3    測(cè)評(píng)指標(biāo)與測(cè)評(píng)方法  

3.1   測(cè)評(píng)指標(biāo)

 

不同的供暖方式、不同的建筑墻體，所選取的測(cè)評(píng)指標(biāo)不同。按供暖方式可分為散熱器供暖和地面輻射供暖（以下簡(jiǎn)稱地暖）；按建筑墻體可分為節(jié)能建筑與非節(jié)能建筑。

 

測(cè)評(píng)指標(biāo) ^{［ 1 ］ 427} 如下：

 

①室內(nèi)供暖溫度標(biāo)準(zhǔn)按 20 ℃計(jì)算；

 

②一級(jí)管網(wǎng)最大供回水溫差按 50  ℃計(jì)算；

 

③節(jié)能建筑散熱器供暖熱指標(biāo)按 50 W/m ² 計(jì)算，二級(jí)管網(wǎng)供回水溫差按 14  ℃計(jì)算；

 

④非節(jié)能建筑散熱器供暖熱指標(biāo)按 60 W/m ² 計(jì)算，二級(jí)管網(wǎng)供回水溫差按 14 ℃計(jì)算；

 

⑤地暖熱指標(biāo)按 50 W/m ² 計(jì)算，二級(jí)管網(wǎng)供回水溫差按 9 ℃計(jì)算；

 

⑥躉售站熱指標(biāo)按 65 W/m ² 計(jì)算；

 

⑦平房熱指標(biāo)按 70 W/m ² 計(jì)算；

 

⑧ 板式換熱器 換熱面積按板式換熱器換熱面積與散熱器供暖節(jié)能建筑面積之比為 1 ∶ 500 ，與散熱器供暖非節(jié)能建筑面積之比為 1 ∶ 400 ，與地暖建筑面積之比為 1 ∶ 600 計(jì)算。

 

3.2   測(cè)評(píng)方法

 

①電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

 

依據(jù)一級(jí)管網(wǎng)運(yùn)行的溫差和該熱力站或該系統(tǒng)所供區(qū)域的熱負(fù)荷 ^{［ 1 ］ 153} 計(jì)算獲得一級(jí)管網(wǎng)流量，并按此流量控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流速，計(jì)算出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的口徑，確保電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)控精準(zhǔn)。本文中我們把一套換熱機(jī)組稱為一個(gè)系統(tǒng)。

 

②循環(huán)水泵

 

依據(jù)二級(jí)管網(wǎng)、熱力站和室內(nèi)供暖圖紙，經(jīng)過水力計(jì)算獲得循環(huán)水泵實(shí)際所需的流量和揚(yáng)程 ^{［ 2 ］} 。

 

③板式換熱器

 

根據(jù)熱力站各個(gè)系統(tǒng)的熱負(fù)荷 ^{［ 1 ］ 153} ，依據(jù)一、二級(jí)管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，通過計(jì)算獲得每個(gè)系統(tǒng)的板式換熱器實(shí)際所需的換熱面積。

 

4    存在的問題  

4.1   設(shè)備方面

 

①電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

 

該公司熱力站電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是按系統(tǒng)配置的，共有 306 個(gè)系統(tǒng)，其中安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的有 274 個(gè)系統(tǒng)，有 32 個(gè)系統(tǒng)沒有安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果，在這 274 個(gè)系統(tǒng)中，有 216 個(gè)系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥口徑偏大，導(dǎo)致自動(dòng)控制設(shè)備對(duì)這些熱力站無法做到精準(zhǔn)調(diào)控。 自動(dòng)控制設(shè)備對(duì) 32 個(gè)系統(tǒng)沒有安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的熱力站無法調(diào)控。

 

②循環(huán)水泵

 

該公司熱力站 306 個(gè)系統(tǒng)中，去掉 17 個(gè)自管站和躉售站， 12 個(gè)停運(yùn)或未投運(yùn)的熱力站，還有 277 個(gè)系統(tǒng)。這 277 個(gè)系統(tǒng)共有 312 種型號(hào)的循環(huán)水泵，測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，流量偏差大于 100% 的循環(huán)水泵有 89 種型號(hào)；流量偏差為 60% ～ 100% 的循環(huán)水泵有 55 種型號(hào)；揚(yáng)程偏差大于 50% 的循環(huán)水泵有 24 種型號(hào)。循環(huán)水泵配置不合理，大大增加了熱力站的電耗。

 

③板式換熱器

 

經(jīng)過測(cè)評(píng)，有 95 個(gè)系統(tǒng)的 板式換熱器 的換熱面積不夠。其中，換熱面積偏差在 -20% 以下的系統(tǒng)有 52 個(gè)，換熱面積偏差為 -10% ～ -20% 的系統(tǒng)有 18 個(gè)。板式換熱器換熱面積不夠，供熱量就不能滿足熱用戶的需求。

 

另外，由于當(dāng)?shù)厮|(zhì)不好，又沒做到定期對(duì)板式換熱器的板片進(jìn)行清洗，導(dǎo)致板片結(jié)垢嚴(yán)重。根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果，有的系統(tǒng)板式換熱器的換熱面積夠用，但實(shí)際表現(xiàn)為該系統(tǒng)的換熱能力不足。理論計(jì)算與實(shí)際運(yùn)行情況存在較大差異，為滿足供熱需求，熱力公司只能加大一級(jí)管網(wǎng)的流量，提高供水溫度運(yùn)行。結(jié)果使板片結(jié)垢更加嚴(yán)重，造成惡性循環(huán)。

 

④純地暖系統(tǒng)

 

純地暖系統(tǒng)沒有在板式換熱器進(jìn)出口母管之間加裝旁通管，二級(jí)管網(wǎng)回水全部進(jìn)入板式換熱器進(jìn)行換熱，增加了循環(huán)水泵的電耗和板式換熱器的阻力。

 

⑤一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵

 

水力計(jì)算結(jié)果顯示，熱力站內(nèi)部分一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵配置不合理。

 

⑥自動(dòng)控制設(shè)備

 

自動(dòng)控制設(shè)備沒能做到覆蓋全部熱力站。另外，由于存在干擾，有些壓力、溫度數(shù)據(jù)上傳不準(zhǔn)確。

 

⑦設(shè)備保溫

 

熱力站設(shè)備的保溫沒做到位，例如部分板式換熱器、閥門、除污器、分水器、集水器沒做保溫。

 

4.2   運(yùn)行管理方面

 

①熱力公司只負(fù)責(zé)一級(jí)管網(wǎng)與熱力站的運(yùn)行，不負(fù)責(zé)二級(jí)管網(wǎng)的運(yùn)行。也就是說，熱力公司只管到熱力站，不管到用戶。在供熱運(yùn)行上無法對(duì)二級(jí)管網(wǎng)進(jìn)行熱平衡調(diào)控。二級(jí)管網(wǎng)供熱不平衡，熱用戶投訴率高，熱力公司只能增加供熱量，導(dǎo)致單位建筑面積的熱耗、電耗與水耗過高。另外，自管站不歸該公司管理，如果運(yùn)行不合理，則會(huì)造成更大的浪費(fèi)。

 

②在供熱運(yùn)行上沒有一個(gè)科學(xué)的指導(dǎo)運(yùn)行曲線與科學(xué)的運(yùn)行方法。

 

③很多熱力站一級(jí)管網(wǎng)流量本來是夠用的，但由于換熱效果不好，不得不開啟一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵，增加一級(jí)管網(wǎng)流量，來解決傳熱問題，導(dǎo)致熱力站一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵電耗過高。

4.3   二級(jí)管網(wǎng)方面

 

①現(xiàn)有二級(jí)管網(wǎng)上存在一定數(shù)量的地暖與散熱器供暖兩種供暖方式的混供現(xiàn)象。由于兩種供暖方式所需要的二級(jí)管網(wǎng)運(yùn)行的溫度參數(shù)不同，而二級(jí)管網(wǎng)實(shí)際供給的溫度參數(shù)是相同的，這就給二級(jí)管網(wǎng)的熱平衡調(diào)控帶來困難。

 

②個(gè)別樓內(nèi)供暖系統(tǒng)為三管同程系統(tǒng)。三管同程系統(tǒng)即在樓梯間里供水總管是一根等徑管，直接上到最頂層，然后由高到低依次進(jìn)入各樓層供暖。供水管管徑由高到低越走越細(xì)，回水管管徑由高到低越走越粗。這種供暖系統(tǒng)容易出現(xiàn)樓上熱、樓下不熱的現(xiàn)象。

 

③有兩個(gè)高直連供暖系統(tǒng)。高直連供暖系統(tǒng)是將低區(qū)供暖水加壓后直接供給高區(qū)，高區(qū)回水經(jīng)過減壓后再回到低區(qū)回水系統(tǒng)中。高直連供暖系統(tǒng)的循環(huán)水泵通常選擇不合理，容易搶低區(qū)的水。

 

④部分供暖系統(tǒng)所承擔(dān)的供暖面積過大，熱平衡不易調(diào)控。

 

⑤部分二級(jí)管網(wǎng)年久失修，跑冒漏現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

 

這些都是導(dǎo)致二級(jí)管網(wǎng)熱平衡調(diào)控困難與能耗過高的原因。

 

5    解決辦法  

5.1   設(shè)備方面

 

①電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

 

針對(duì)口徑偏大的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果調(diào)整電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，或在原有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥旁并聯(lián)一個(gè)小的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，采用雙閥聯(lián)調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)控。沒有安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

 

②循環(huán)水泵

 

根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果調(diào)整循環(huán) 水泵 ，根據(jù)偏差大小逐年完成調(diào)整。

 

③板式換熱器

 

根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行情況綜合考慮，確定增加板式換熱器的換熱面積，可增加板片的數(shù)量，也可增加板式換熱器的數(shù)量。另外，應(yīng)定期對(duì)板式換熱器的板片進(jìn)行除垢清洗。

 

④純地暖系統(tǒng)

 

純地暖系統(tǒng)應(yīng)在板式換熱器進(jìn)出口母管之間加裝帶手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁通管，管徑比板式換熱器進(jìn)出口母管管徑小兩號(hào)，這樣安裝的結(jié)果可使循環(huán)水泵節(jié)電 15% ～ 20% ，同時(shí)可大大改善二級(jí)管網(wǎng)的循環(huán)狀況。

 

⑤一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵

 

根據(jù)水力計(jì)算結(jié)果調(diào)整熱力站內(nèi)部分配置不合理的一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵。

 

⑥自動(dòng)控制設(shè)備

 

自動(dòng)控制設(shè)備必須做到全覆蓋，所有熱力站都安裝。另外，消除干擾因素，使壓力、溫度數(shù)據(jù)上傳準(zhǔn)確。

 

⑦設(shè)備保溫

 

對(duì)熱力站內(nèi)沒做保溫的板式換熱器、閥門、除污器、分水器、集水器等進(jìn)行保溫。

 

5.2   運(yùn)行管理方面

 

①熱力公司不能只管到熱力站，要管到用戶。熱力公司也只有管到用戶，只有做好二級(jí)管網(wǎng)的熱平衡，才能真正達(dá)到節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

 

為此，熱力公司要成立調(diào)控?zé)峋W(wǎng)小組，對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行調(diào)控。對(duì)自管站也要常態(tài)化調(diào)控。制定熱網(wǎng)調(diào)控制度并嚴(yán)格執(zhí)行。

 

②制定科學(xué)的指導(dǎo)運(yùn)行曲線。結(jié)合實(shí)際情況，參照運(yùn)行曲線對(duì)一、二級(jí)管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。應(yīng)做到：

 

a. 一級(jí)管網(wǎng)的流量按曲線各階段執(zhí)行；

 

b. 按曲線的負(fù)荷系數(shù)調(diào)度供熱量。

 

③根據(jù)各熱力站二級(jí)管網(wǎng)的供回水平均溫度與一級(jí)管網(wǎng)回水溫度來調(diào)控一級(jí)管網(wǎng)流量，并根據(jù)實(shí)際需要開啟一級(jí)管網(wǎng)回水加壓泵。

 

5.3   二級(jí)管網(wǎng)方面

 

①由于地暖與散熱器供暖對(duì)二級(jí)管網(wǎng)運(yùn)行的溫度參數(shù)要求不同，地暖溫度要低一些，而對(duì)應(yīng)的熱力站或系統(tǒng)一般是按散熱器供暖所需要的溫度參數(shù)進(jìn)行供暖的，因此，可以通過給地暖管道混水來降低地暖的供水溫度。

 

對(duì)于地暖與散熱器供暖兩種供暖方式的混供現(xiàn)象，根據(jù)不同情況可采取不同的解決辦法。

 

a. 地暖管道與散熱器供暖管道能在熱力站內(nèi)分開的就在熱力站內(nèi)分開。在地暖管道與二級(jí)管網(wǎng)回水管道之間加一根連通管，并加裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，給地暖管道混水。

 

b. 地暖管道與散熱器供暖管道不能在熱力站內(nèi)分開的，可在地暖管道分支與二級(jí)管網(wǎng)回水管之間加裝混水泵，給地暖管道混水。

 

c. 樓與樓之間存在地暖與散熱器供暖兩種供暖方式混供的，可在樓前地暖管道分支與二級(jí)管網(wǎng)回水管之間加裝混水泵，給地暖管道混水。

 

d. 樓內(nèi)存在地暖與散熱器供暖兩種供暖方式混供的，可給每個(gè)熱用戶安裝具有遠(yuǎn)程操作與數(shù)據(jù)上傳功能的戶控閥，通過自動(dòng)控制設(shè)備來調(diào)整熱用戶的熱負(fù)荷，解決供熱不平衡問題。

 

②對(duì)三管同程系統(tǒng)進(jìn)行改造?？稍诨厮苤虚g部位加裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制上部回水，解決樓上熱而樓下不熱的問題。

 

③根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果調(diào)整高直連系統(tǒng)的循環(huán)水泵，解決高直連循環(huán)水泵搶低區(qū)水的問題。

 

④對(duì)于供熱面積過大的系統(tǒng)，可以安裝具有遠(yuǎn)程操作與數(shù)據(jù)上傳功能的單元控制閥，通過自動(dòng)控制設(shè)備來調(diào)整熱用戶的熱負(fù)荷，解決供熱不平衡問題。

 

⑤對(duì)年久失修的二級(jí)管網(wǎng)進(jìn)行改造。

 

6    結(jié)論

 

對(duì)現(xiàn)有熱力站設(shè)備進(jìn)行測(cè)評(píng)非常必要，通過對(duì)測(cè)評(píng)結(jié)果的分析，找到熱力站設(shè)備配置以及生產(chǎn)運(yùn)行管理等方面存在的問題，根據(jù)給出的解決辦法對(duì)這些問題進(jìn)行整改，可大大提高供熱企業(yè)對(duì)熱網(wǎng)的平衡能力，降低熱耗、電耗、水耗，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、增效。

參考文獻(xiàn)：

［ 1 ］賀平，孫剛，吳華新，等 .   供熱工程［ M ］ .  4 版 .  北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2021.

 

［ 2 ］伍悅濱，王芳 .  工程流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)   ［ M ］ .  2 版 .   北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2020 ： 277-282.

（本文責(zé)任編輯：魯?shù)潞辏?/span>

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