供热管网水力平衡

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1、浅谈供热管网水力平衡一、绪论随着我国国民经济的总体拉动，国家建设正向基础设施建设倾斜。近年来，集中供热和区域供热得以大力推广，热水供热管网逐渐增多。但供热管网在运行中普遍存在水力失调的问题，造成近端过热、远端过冷的状况。这不但降低了供热系统的效率，而且恶化了供热质量，使得供热系统能耗和运行费用大幅度增加。如何实现供热管网的水力平衡，消除业已失调的运行工况，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是我们目前所面临的一个严峻问题。由于管网系统的高度非线性和耦合度，对于区域热网的水力失调问题的解决比较困难。很多热网建成后就存在问题，进行一次或多次改造后

2、，往往旧问题刚解决，新问题又来了。即使非常有经验的专家，对一些老大难问题也感到十分棘手。1.1水力失调的原因供热管网水力失调是指供热管网中的某些管段在运行中的实际运行流量与设计流量的不一致现象。也就是说，供热管网不能按照管段所需要的流量分配给各个用户，导致不同位置用户的冷热不均的现象。产生水力失调的根本原因是供热管网存在阻力不平衡。1.2设计导致的失调在供热管网设计时，通常所遵循的原则是满足最不利点所必需的资用压头。这样就会使其它管段的资用压头都会有不同程度的富裕量。在自然状态下来分配各个管段流量，必然产生水力失调。另外，在设计计算过程中，管道、散热器和

3、水泵选型都会有一定的放大系数，也加剧了这种不平衡。1.3运行导致的失调系统中用户用热量发生变化时，要求各管段流量重新分配，从而导致水力失调。另外，由于目前绝大多数的用户系统是单管顺流式采暖系统，缺少必要的调节设备，也会导致水力失调。改造导致的失调，在热网需要扩大供热范围和供热负荷时，需要对热网进行必要的扩建和改造，从而导致水力失调。1.4解决水力失调的途径更换大流量、高扬程循环水泵随着热网半径的不断扩大，热网的水力失调现象将会加剧。许多运行管理者和设计者通常采用更换大流量、高扬程循环水泵的方法来增大末端环路的流量，以缓解管网的水力失调状况。这种方法虽然可

4、以缓解末端用户不热的问题，但会带来近端热用户过热的问题。而且由于小温差运行，热量浪费严重，运行成本很高。在热用口处增加中继泵热网末端一些热用户不热是因循环流量不够，其实质是供回水压头不足。于是，在效果欠佳的热用户入口安装供水加压泵，提高热用户的压头，可以作为一种解决办法。它的特点是降低了循环水泵的能耗，对于供热半径大的热网节能效果更显著。采用这种方法也存在一定的缺点：如果没有实施有效的调节，这些加压水泵会存在“抢水”问题，即安装加压水泵的用户循环水流量增加了，而其前面的没有安装加压水泵用户的循环水流量却明显减少了。有时甚至为解决局部问题，导致整体出现更多

5、问题的现象。用附加阻力消除用户剩余的资用压头在系统设计时，热网各个用户环路的阻力实现完全的平衡是很难做到的。为了消除剩余压头，可以采用附加阻力设备的办法进行解决。1.5力平衡计算在热源产热量与管网负荷相匹配的前提下，解决管网的热力失调现象应从整个管网的水力平衡计算入手，对各并联支路的流量重新进行分配，使之所载热量与各支路的热负荷相适应，从而达到改善管网热力失调现象的目的。在系统设计时通过水力平衡计算匹配管网阻力是克服水力失调的理想方法。1.6锅炉节能减排的改造为了与发电用大型锅炉相区别，中国把容量在65吨/时以下为工业生产供热、为建筑物供暖的锅炉称之为工

6、业锅炉。据1998年工业普查统计，全国工业锅炉保有量为52万台、120万蒸吨，其中70%是蒸汽锅炉，其余是热水锅炉，年耗燃料约4亿吨标准煤。工业锅炉型式各异，主要是层燃锅炉（正传链条炉排锅炉多达总数的60%以上），它们的热效率普遍较低，低于80%者居大多数，高效低污染宽煤种的循环流化床锅炉为数很少。由于种种原因，如结构设计不合理，制造质量不良，辅机配套不协调，可用煤种与设计不符，运行操作不当等，都会造成锅炉出力不足、热效率低下和输出参数不合格等问题，结果是能源消耗量过大，甚至不能满足生产要求。对于半新以下的锅炉，采取技术改造措施解决问题，经济合理；对于接

7、近寿命期的锅炉，则以更新为佳；究竟采取何种措施，应以技术先进、成熟，经济合理为原则，由于中国锅炉的以上问题比较普遍，所以，节能潜力很大，约达4000万吨标准煤。由于在用的工业锅炉正转链条炉排锅炉居多数，当前推广应用的节能改造技术，大部分是针对正转链条炉排锅炉的。各种技改措施分述如下。改造方案①给煤装置改造中国的层燃锅炉都是燃用原煤，其中占多数的正转链条炉排锅炉，原有的斗式给煤装置，使得块、末煤混合堆实在炉排上，阻碍锅炉进风，影响燃烧。将斗式给煤改造成分层给煤，即使用重力筛选将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上，有利于进风，改善了燃烧状况，提高煤的燃烧

8、率，减少灰渣含碳量，可获得5%—20%的节煤率，节能效果视改前炉况而异，炉况越差