供熱管網(wǎng)水力平衡失調(diào)問題探討

高　巍　蔣興旺

摘要:本文針對(duì)供熱管網(wǎng)水力平衡失調(diào)問題進(jìn)行詳細(xì)的分析,進(jìn)而提出實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)水力平衡,解決失調(diào)問題的措施以減少因熱網(wǎng)水利失調(diào)所造成的經(jīng)濟(jì)損失, 對(duì)提高供熱的效果、降低成本支出和提高供熱質(zhì)量都將會(huì)起到非常重要的作用。

關(guān)鍵詞:供熱管網(wǎng);水力工況;水力平衡;失調(diào)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們商品意識(shí)的增強(qiáng),用熱居民對(duì)供熱質(zhì)量的要求也越來越高,供熱質(zhì)量不達(dá)標(biāo)是供熱上訪的主要因素。目前,供熱管網(wǎng)建成后,在實(shí)際運(yùn)行中,往往存在水力失調(diào)問題,針對(duì)這一問題,我們發(fā)現(xiàn)有些供熱單位在供熱設(shè)施、設(shè)備檢修過程中下了很多工夫,更新改造了鍋爐及附屬設(shè)備,但是供熱效果不理想。關(guān)鍵問題在于對(duì)鍋爐房設(shè)備進(jìn)行改造的同時(shí),忽視了對(duì)供熱系統(tǒng)及管網(wǎng)的初調(diào)節(jié),熱力工況的水平失調(diào),導(dǎo)致供熱系統(tǒng)冷熱不均,出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。所謂“初調(diào)節(jié)”就是為了使供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行與理論設(shè)計(jì)一致,而對(duì)系統(tǒng)閥門的開度進(jìn)行定量調(diào)節(jié)的一種方法。

1 熱力工況的水平失調(diào)主要表現(xiàn)

供熱系統(tǒng)各熱用戶室溫的不均勻性即熱力工況的水平失調(diào)。近端熱用戶水流量是設(shè)計(jì)流量的2倍～3倍,遠(yuǎn)端熱用戶水流量是設(shè)計(jì)流量的0.2倍～0.3倍。中端水流量大體接近設(shè)計(jì)流量。近端熱用戶平均室溫在20℃左右,遠(yuǎn)端熱用戶平均室溫在10℃左右。

2 熱力工況的水平失調(diào)原因分析

2.1 工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行供熱工程設(shè)計(jì)時(shí),已經(jīng)進(jìn)行了精確的管網(wǎng)水力平衡計(jì)算,選定了適當(dāng)合理的管徑,但是由于施工人員在實(shí)際施工中沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求和施工規(guī)范進(jìn)行安裝施工,造成實(shí)際施工情況和理論設(shè)計(jì)之間出現(xiàn)較大偏差。這些人為因素都將造成水力工況的不平衡。

2.2 設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)存在設(shè)計(jì)不合理的問題。工程設(shè)計(jì)是根據(jù)水力學(xué)理論進(jìn)行計(jì)算而選取相應(yīng)的數(shù)據(jù),而實(shí)際管材的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)是有差別的。設(shè)計(jì)圖紙中采取的管網(wǎng)管徑普遍偏大,造成管網(wǎng)建成后近端用戶和遠(yuǎn)端用戶的水力不平衡問題非常突出,近端用戶供熱系統(tǒng)水流量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)流量,遠(yuǎn)端用戶供熱系統(tǒng)水流量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)流量已必須通過管網(wǎng)的初調(diào)節(jié)才能使近端用戶和遠(yuǎn)端用戶趨于平衡。

2.3 供熱管網(wǎng)長期運(yùn)行中有部分管網(wǎng)附件(閥門)會(huì)出現(xiàn)磨損,甚至失靈,供熱管網(wǎng)的銹蝕、結(jié)垢嚴(yán)重,使管網(wǎng)阻力系數(shù)增大,破壞管網(wǎng)原有平衡,供熱管網(wǎng)的“跑冒滴漏”也同樣會(huì)造成水力工況的失調(diào)。

2.4 在供熱系統(tǒng)維修、改造時(shí),忽視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況,隨意改變管道的敷設(shè)線路、管徑,改變系統(tǒng)的連接方式,隨意加設(shè)管道閥門,以普通閘閥代替調(diào)節(jié)閥。

2.5 在進(jìn)行供熱并網(wǎng)工程時(shí),對(duì)新并入的供熱小區(qū)只采取簡(jiǎn)單的管網(wǎng)連接,沒有根據(jù)并網(wǎng)后的熱負(fù)荷分布情況,重新做好整個(gè)供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì),導(dǎo)致供熱系統(tǒng)管網(wǎng)水力失調(diào)。

2.6 個(gè)別熱用戶偷竊系統(tǒng)供熱用水、擅自改動(dòng)室內(nèi)管線布置、擅自對(duì)室內(nèi)的散熱器加片等情況。這些都將增大管網(wǎng)的阻力系數(shù),加大管路實(shí)際流量與理論設(shè)計(jì)流量的偏差,對(duì)供熱管網(wǎng)的水力工況產(chǎn)生很大影響。

以上幾方面的問題已成為水力失調(diào)的主要原因。我們亟需改變這種現(xiàn)狀,使供熱系統(tǒng)的運(yùn)行趨于正常,減小各個(gè)熱用戶室溫的差值。做好管網(wǎng)的水力平衡,一方面,有利于熱能的合理配置,節(jié)約熱能;另一方面,供熱效果達(dá)到設(shè)計(jì)目的,滿足供熱質(zhì)量要求。為了實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)水力平衡,解決失調(diào)問題,在施工和運(yùn)行管理上應(yīng)采取相應(yīng)措施。

3 實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)水力平衡、解決失調(diào)問題的措施

3.1 加大施工監(jiān)督管理力度,實(shí)行工程質(zhì)量終身責(zé)任制,加強(qiáng)對(duì)施工過程的監(jiān)督管理,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工,對(duì)需變更設(shè)計(jì)的一定要經(jīng)設(shè)計(jì)人員確認(rèn)后,方可按照設(shè)計(jì)變更單的要求更改。

3.2 對(duì)供熱管網(wǎng)中存在損壞、失靈的附件要及時(shí)維修或更新,確保系統(tǒng)位水力平衡。供熱管網(wǎng)實(shí)行定期檢查、專人負(fù)責(zé),尤其對(duì)有突出問題的營同要重點(diǎn)巡查,發(fā)現(xiàn)“冒滴漏”立即搶修,保證設(shè)施的完好性。

3.3 加大供熱執(zhí)法監(jiān)察力度。嚴(yán)格按照國家相關(guān)法規(guī)和條例的規(guī)定,對(duì)私自更改管路及增加散熱設(shè)施的熱用戶,進(jìn)行嚴(yán)歷的處罰,恢復(fù)供熱系統(tǒng)原始形式和散熱器設(shè)置數(shù)量,切實(shí)有效的杜絕人為造成的系統(tǒng)管網(wǎng)失調(diào)。

3.4 在鍋爐房并網(wǎng)工程中,要根據(jù)并網(wǎng)后的熱負(fù)荷新的分布情況,進(jìn)行管網(wǎng)的水力平衡校核計(jì)算,重新設(shè)計(jì)調(diào)整,使管網(wǎng)達(dá)到新的平衡。其次要采取一定的技術(shù)措施,依靠科學(xué)方法,有效的進(jìn)行管網(wǎng)的初調(diào)節(jié),消除管網(wǎng)的水力不平衡。初調(diào)節(jié)的方法有如下十種:阻力系數(shù)法、預(yù)定計(jì)劃法、比例法、補(bǔ)償法、計(jì)算法、模擬分析法、模擬阻力法(CCR法)、溫度調(diào)節(jié)法、自力式調(diào)節(jié)法和簡(jiǎn)易快速法。其中阻力系數(shù)法,是反復(fù)測(cè)試系統(tǒng)各熱用戶的流量和供回水壓力差,根據(jù) ΔP=SQ2(ΔP一系統(tǒng)水壓損失,S一阻力系數(shù),Q一系統(tǒng)水流量),進(jìn)而計(jì)算出相應(yīng)的阻力系數(shù),直到用戶的實(shí)測(cè)阻力系數(shù)與設(shè)計(jì)值為止。各熱用戶流量的測(cè)量一般采用超聲波流量計(jì)。溫度調(diào)節(jié)法是利用用戶室溫與系統(tǒng)供回水溫度具有特定關(guān)系的原理進(jìn)行的。當(dāng)用戶室溫一定時(shí),不管系統(tǒng)循環(huán)流量大小,室外溫度所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)供回水平均溫度始終不變。同樣,當(dāng)近似看作各用戶供水溫度相同時(shí),則用戶室溫對(duì)應(yīng)的回水溫度也相同。溫度調(diào)節(jié)法,就是依據(jù)上述原理或調(diào)回水溫度或調(diào)供回水平均溫度。該方法由于系統(tǒng)的滯后性,實(shí)際也不易操作,多用于計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。

我們提倡簡(jiǎn)單快速法初調(diào)節(jié)的方法,如在終端設(shè)置自力式流量平衡閥或其它有效措施。 從大量的調(diào)查實(shí)踐中注意到:對(duì)于供熱面積在10萬m2左右的供熱系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)過程中的過渡流量一般在其理想流量的20%的范圍內(nèi)變動(dòng),當(dāng)開大某一用戶的調(diào)節(jié)閥時(shí),其它用戶流量減小,當(dāng)關(guān)小某一用戶的調(diào)節(jié)閥時(shí),其它用戶流量呈增大趨勢(shì)。因此調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)時(shí)皆采用開大閥門的操作手段,為了使各熱用戶最終調(diào)為理想流量,先調(diào)用戶其過渡流量必須大于理想流量,愈先調(diào)的用戶,其偏差值愈大。當(dāng)用戶調(diào)節(jié)閥為關(guān)小趨勢(shì)時(shí),已調(diào)用戶流量應(yīng)小于理想值。調(diào)節(jié)時(shí)采用“由遠(yuǎn)及近”的原則。

4 結(jié)論

供熱管網(wǎng)的初調(diào)節(jié)是一種經(jīng)濟(jì)有效且簡(jiǎn)單易行的一種調(diào)節(jié)方法。它是系統(tǒng)正常運(yùn)行不可缺少的一個(gè)重要組成部分。它對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,我們應(yīng)大力提高對(duì)初調(diào)節(jié)的重要性的認(rèn)識(shí)。同時(shí)要積積采用這種方法,盡最大力量減少熱網(wǎng)不平衡率,使我們的供熱管網(wǎng)的水利工況趨于合理,減少因熱網(wǎng)水利失調(diào)所造成的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)提高我們供熱的效果、降低成本支出和提高供熱質(zhì)量都將會(huì)起到非常重要的作用。