分布式多级变流量技术在集中热网中的应用

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1、分布式多级变流量技术在集中热网节能改造中的应用节能减排的实质是提高能源利用率。我国集中供暖热网普遍存在着系统效率(热源利用率和管网输配效率)不高的问题,其主要原因是管网的水力不平衡和不能有效地进行负荷调节。参考发达国家的成功经验，结合国内实际情况，我们研制了“分流平衡装置”,与分布式管网设计原理相结合,形成了分布式多级变流量的设计理念,并在山东招远金城热力公司集中热网节能改造工程中,进行了实际应用。实践证明:分布式多级变流量系统能够提供稳定的水力工况、有效的负荷调节和灵活的变流量控制,在改善供暖质量的同时，提高了热源利用率和输配管网效率,节能效果非常显著。1．分布式多级变流

2、量技术的系统效率1.1管网布置方式61)分级布置利用分流平衡技术将供暖热网分为相对独立的循环系统，即热源﹑输配管网﹑热力分配站和热用户的多级循环方式，从而简化水力平衡，负荷调节，实现输配管网的变流量运行。在各级循环管路的联接处,安装分流平衡装置，隔离并消除热网中流量和水压的相互影响，根据负荷变化调节流量，同时，将热网各系统的运行参数随时反馈到热源，以便根据热网负荷调节总供热量。2)分布式循环热源与各热力分配站采用分布式循环。分布式循环方式最显著的特点是各热力分配站可以根据本站所需要的流量、压力选择水泵,从而保证水泵的高效运行;解决了集中供暖热网中由于压差不同所引起的水力工况

3、失调问题;同时,避免了调节阀的能耗,降低了管网输配总电耗。分布式循环系统布置可以使各分配站独立运行和控制,真正实现了变流量运行调节(从0%至100%流量变化),即,管网的自动平衡功能。1.2热源循环系统的热效率1)热源与输配管网之间为相互独立的循环系统,避免了输配管网流量、水压波动时的影响,保证了热源循环系统的水力平衡;2)热源为多台锅炉布置时,每台锅炉安装循环水泵,提供其额定流量,保证锅炉的换热效率;3)6每台锅炉水系统为各自独立的环路，流量的变化均不会影响其它锅炉环路流量的波动，保证锅炉之间的水力平衡,从而可根据热网负荷变化调节锅炉的运行台数及供热参数;4)对于不运行的

4、锅炉，将没有水流通过，避免热量损失;1.3.管网的输配效率输配管网的功能是将热源产生的热能传送并分配到各热用户,在输配过程中，尽量降低循环水泵的电耗和管网热损失，提高电能利用率，采用变流量的运行方式,能够有效地提高了输配效率。美国暖通节能设计标准90.1-1989(ASHRAE/IESStandard900.1-1989EnergyEffiicientDesign)指出:“对于水泵总功率大于10hp(7.5KW)循环系统的设计，必须保证系统在50%(或更少)的设计流量状态时的正常运行。”同时，该标准的使用手册建议“对于大型供热(冷)系统(例如机场、校园)，应采用变流量循环方

5、式，其节电率可达30%以上。”1)采用多级变流量循环方式,输配管网与热源、用户系统之间为相互独立的循环系统，管网流量、水压的变化不会造成热网的波动，从而实现变流量运行;2)在全负荷与部分负荷时，均保持最大供回水温差，减少管网实际流量,降低循环水泵在供暖期间的总耗电量;3)6各分配站循环水泵根据本站的需要,分别提供热源至各站点的水力循环，不承担热源、用户系统的资用压头，将进一步降低输配管网的总能耗，并改变管网的压力梯度分布，易于调节管网的水力平衡，解决水力工况失调问题;1.4.负荷调节1)在热用户入口安装分流平衡装置及水泵，能够保证本装置所连接环路的独立循环，从而实现了各环路

6、可根据实际需要进行变流量负荷调节;2)根据热用户的需要,提供不同的流量和扬程,提高了各热用户系统的水泵效率;解决了热用户之间的水力工况失调问题,,避免了热用户调节阀节流所造成的电能浪费。2．典型应用实例：2.1美国丹佛国际机场（DenverInternationalAirport）位于美国科罗拉多州丹佛市，是美国占地面积最大及全世界占地面积第三大机场，仅次于德国法赫王国国际机场和加拿大蒙特利尔一米拉贝勒国际机场。该机场集中供热（冷）管网系统采用分布式设计方式，仅水泵电耗就节省25.8%。（从2700KW/h减少到2002KW/h），见2000年美国暖通空调-S11.5集中供

7、热（冷）章，ASHRAE-2000HAVCSystemsandEquipment,S11.5.)2.2山东招远金城热力有限公司位于山东烟台招远市，供热面积230万平方米（2010-2011年度），采用电厂凝汽机组（24MW）的冷却水循环供热方式。利用分布式多级变流量设计方式进行管网改造后，基本改变了冷热不均现象，保证了供暖质量，同时，6综合节能率（电能、热能）达到30%（对比2009-2010年度），投资回收期为2个供暖季。3.应用效果分布式多级变流量技术改变了传统的管网设计理念，通过实例证明以下效果：1）解决了集