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解决某大型直接供热系统水力失调方法研究 　　【摘 要】众所周知，对于超过一定面积的供热系统，为了保证供热效果，应该采用间接供热系统形式。本文即对采用直接供热系统形式的某大型供热系统，为解决其水力失调、输送效率低等问题提出的解决方案。 　　【关键词】直接供热；水力失调；平衡 　　一、0B0B项目概况 　　某供热系统规划总供暖面积约为209万平米，其供暖形式为直接供热方式，从热力首站引出一根DN700的供热管线，为城区热用户提供供暖热源。外网主要共分六条供热管线，其每条管线所带供暖面积如下表所示： 　　二、1B1B供热系统存在的问题及问题分析 　　（一）6B6B供热系统现存问题 　　供热系统现存在水力失调现象，中心城区部分热用户及供热区域用户末端基本不能达到供热需求，且系统整体能耗较高。 　　（二）7B7B现存问题分析 　　供热系统现供暖面积约为209万平米，供暖采用直接供暖方式，且现锅炉房位置地处城区西侧，根据甲方提供的图纸资料，大部分热用户分布在城区的中心及东北侧，由图纸实际测量，具体管线最长距离如下表所示： 　　根据上表所列的实际外管线长度分析，在如此大的供暖面积下采用直接供暖形式，且外管网较长的情况下，系统极难达到外网水力平衡。 　　三、2B2B现存问题的解决方案 　　通过对本供热系统的初步了解，及上述现存问题的具体分析，要从根本上解决外网水力失调现象，我司经过慎重考虑及讨论研究，针对该项目提出如下两个解决方案，具体方法如下所述： 　　（一）8B8B采用二级泵混水技术 　　（1）12B12B系统简介 　　在各条主要供水管线设置混水站，在混水站内加设二级泵及用户循环泵。所谓二级泵混水系统就是在各个外混水站内设置二级泵，其流量为各混水站所需一次水流量，扬程为混水站内热水侧阻力和本站与首站之间阻力之和；同时按照大流量小温差的特点加设用户循环泵，扬程为混水站内阻力和用户侧到用户之间的阻力之和，用户循环泵选用大流量小扬程的循环水泵，配备变频调速装置，通过量调节实时调控各支路热量，从而达到用户的供热量与需热量相等。对于用户循环泵采用恒压差变频调速控制，确保用户侧流量免租要求。对于本系统，各混水站之间可达到动态平衡，各支路的用户侧流量间不会互相影响，使各支路相对独立，有利于更好的解决本系统水力失调问题。下图所示为二级泵混水系统原理图。 　　二级泵混水系统原理图 　　注：如首站换热器存在最低流量限制，则在首站内需设置主循环水泵。 　　（2）13B13B节能原理 　　传统的循环水泵设计方式与二级循环水泵的总功率均可以通过电学的特兰根定律（公式（1））进行计算： 　　N=∑GiΔHi （1） 　　式中：N―循环水泵的功率，kW；G―供热系统各管段的流量，m3/h；ΔHi―供热系统各管段的阻力损失，m。 　　根据特兰根定律，分别对两种方式的循环水泵进行功率N计算，（各管段的流量、压降都是已知的设计值）可知：传统设计方案的功率大于二级循环水泵方式，其主要原因是传统设计方案只在热源处设置单泵系统，所提供的动力是在总循环流量（即最大流量）下实现的，而二级循环水泵方式，则是除了在热源处设置扬程较小的循环水泵，还在外网换热站前设置二级循环泵。采用“接力棒”的办法，共同实现了热媒的输送工作，热源处的一级循环泵在总流量下，只提供部分动力（扬程），其他动力（扬程）是在二级循环泵的分流量下实现的。因此，二级变频循环水泵方式输送功率小于传统设计方案循环水泵的输送功率。 　　同时对各混水站的二级循环水泵做变频控制。当供热负荷减小的时候，变频水泵相应地降低供水流量，节约热能，还可节约大量电能。另外，对二级循环水泵进行变频改造可实现水泵软启动，减少水泵启动电流，延长水泵使用寿命。 　　（3）14B14B实施方案 　　对于本项目，我公司建议分别在各大支线总管位置协调约50平方米的面积建立混水站，并在每个混水站内分别设置两台二级泵和两台用户循环泵，运行方式为一用一备变频运行。同时设置气候补偿控制器和GPRS数据无线远传系统，使各混水站达到远程自动控制。 　　我司选择各混水站二级泵及用户循环泵的参数详见下表：（如上表） 　　（二）9B9B方案二：电动阀调控技术 　　由于本供热项目现供暖面积约为209万平米，且采用直接供暖形式，如要按此种供暖形式达到外网水力平衡是很难的，手动调节阀及自力式平衡阀调节也很难满足外管网平衡要求。针对该项目特点，我司建议在每条主管线的主要阀门井内安装电动阀，通过安装的水力平衡控制器对各电动阀进行调节，从而达到外网水力动态平衡。同时，为满足用户的供热需求，以及达到准确的调控目的，需在每个电动阀调控区域内设置多台室内温度无线采集器。通过准确的室内温度来控制个区域电动阀的开启状态。具体各主管线电动阀安装型号及数量如下表所示： 　　四、3B3B方案比较分析