热力管网水力失调的解决方案

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1、解决热力管网水力失调，实现节能增效一、概况望京新城是北京市现有规划中最大的生活社区，北京城市开发集团在此建设了多处住宅小区。花家地供热厂隶属于城市开发集团的子公司——望京实业总公司，担负着望京实业总公司所接物业的供暖工作，是北京市大型集中供热锅炉房之一。花家地供热厂设计供热面积220万平方米，目前供热面积188万平方米，现有换热站16个，最大供热半径2.5公里，属于间供式集中供热，采用定流量、质调节运行方式。近几年，由于供热面积的迅速增加，供热厂的锅炉和一次热力管线都进行了增容改造。一次管线不断延长，与早期设计的管网分布出入较大，使得现有一次管网

2、水力失调比较严重，造成了能源的大量浪费。供热厂是耗能大户，每年消耗煤5万吨左右，电500多万度，水10万吨左右。因此，节能降耗成为我厂一个常抓不懈的主题。一次管网的平衡问题是节能降耗的一个重要环节，它能间接影响煤、水、电的消耗，应引起供热单位的足够重视。我厂于2001年对一次管网进行了改造，基本解决了水力失调的问题，取得了良好的经济效益和社会效益。二、设备和管网现状1、热源：6台29MW燃煤热水锅炉，额定供、回水温度150/90℃，额定压力1.6Mpa。2、循环水泵4台：参数见表1-1表1-1循环水泵参数台数G=1000m3/h，H=72m，N=

3、315kw2G=600m3/h，H=72m，N=185kw23、一次管网分布情况：见附图1-1７一、一次管网平衡问题的现状和分析每年的供热初期对热力管网水平衡的调节是一项很重要的工作。通过对我厂管网平衡的调节，我发现了调节工作中的几个难点：①各热力站没有装流量计，无法确定各热力站的流量，只能依据供、回水温度差做大约的估计。②各热力站一次水进、出口阀门为闸阀或蝶阀，这两种阀门主要是起关断作用，用来调节流量很困难，也没有其它调节流量的设备。③管网的调节是触一点而动全身，当一个站点的流量被改变时，其它站点均会有所变化，这使调节工作难上加难。供暖初期，由

4、于所需热量较少，管网失调还不明显，但到了严寒期，管网失调已显得十分突出，远端的热力站明显供热能力不足，甚至远端热力站的一次供水温度已接近近端的一次回水温度，造成远端用户裹棉被近端用户开窗户。经过我们多次调节，在近端热力站一次水阀门将要关死的情况下，远端的阀门全开仍然不见效果。为了保证居民的采暖，我们只好多开一台泵，甚至多运行一台锅炉，才能勉强维持远端用户的采暖需求。这样做，一方面以巨大的能源浪费为代价换取微小的供热成果，另一方面加剧了管网的水力失调。下面是对这种情况的简单分析：对于变动水力工况分析，一般有三种方法：解方程的计算法，作图法，定性分析

5、法。因为这个管网比较复杂，计算法和作图法都有一定难度，所以这里采用定性分析法来进行分析。我厂管网采用变频补水定压，定压点为0.35MPa，运行时以两台大泵为主，两台小泵作为备用和调峰。为了分析方便，我们先将热力站个数减少为5个以简化管网，由于是定性分析，这并不影响分析结果。当管网远端流量不足时，采取增加一台600m3/h水泵来弥补远端流量不足的方法。在管网阻力特性不变的情况下，水泵由2台增加为3台，其水泵综合特性曲线如图1-2所示。由图可知，并联水泵增加一台，水泵综合特性曲线由2变为3，工作点由A变为B，总流量由GA增加到GB，扬程由HA上升到H

6、B，即管网的资用压头ΔH７增大，总流量G增大。此时管网水压变化如图1-3所示，虚线为变化前的图形，实线为变化后的图形。因为流量G增大，管网压力损失也增大，所以动水压线斜率较原水压线陡。以下为分析的两点结论：（1）由图1-3可以看出，增加一台水泵后，各热力站的资用压头都有所增加，并且有以下的关系：ΔH1-ΔH1'>ΔH2-ΔH2'>ΔH3-ΔH3'>ΔH4-ΔH4'>ΔH5-ΔH5'（1-1）根据上式可以看出，各热力站资用压头的变化，依热力站从近到远的顺序逐级递减，反映到末端热力站时已十分微弱，而近端则增加的较为明显。（2）根据流体在管道中压力损失

7、的基本计算公式：ΔH=SG2(mH2O)（1-2）其中：ΔH——单位的管段压降S——管段的阻力特性系数，单位为Pa/(m3,h-1)2G——管段的体积流量，单位为m3/h可知：ΔH1=S1G12ΔH2=S2G22ΔH3=S3G32ΔH4=S4G42ΔH5=S5G52当阻力特性系数S1、S2、S3、S4、S5均未改变时，各热力站流量G与进出口压力差ΔH的平方根成正比。综合以上两点结论可以看出，增加水泵后，各热力站的一次水流量均增加，增量由近端向远端依次减少。结果是增加的水量绝大部分到了不需增加水量的地方，只有小部分水量到了需要补足的地方。这样就造成

8、了水力失调的进一步恶化，同时也大大增加了能源损失。经过以上分析，我们可以看出，对于一个较大的热力管网，在阻力特性调节无效的情况下，增加水