一级管网回水温度对集中供热系统的影响

荆玲

摘 要：很多现代城市都对供热系统进行了调整，原有的供热模式被改造，集中供热系统被大量应用。在全新的集中供热系统之中，城市可对集中热源加以利用，对其产生的热水与蒸汽加以利用，借助管网对城市各个区域的供热与采暖需求加以满足。为了保障供热质量。需要注意到集中供热系统受到的多个方面的影响，就一级管网系统的使用情况来说，其回水温度会给集中供热系统带去相对明显的影响。

关键词：一级管网；回水温度；集中供热系统；影响

现代城市建设者重视基础建设项目，集中供热系统是城市重点的基础服务项目，很多供热工作对于城市居民来说是极为重要的。新型的集中供热模式被运用到更多有供热需要的城市中，其给将具有更高品位的热源给出，还能减少供热过程中的能源损耗，供热带来的环境污染问题也被解决。一级管网会给集中供热系统带来多个方面的影响，本文主要针对回水温度这方面的影响展开探讨。

1 一级管网与集中供热系统使用情况分析

城市在建设与应用集中供热系统时，需要借助区域锅炉房与热电厂来获取热源，为了使整个供热工作可保持更强的安全性与经济性，大规模的集中供热系统中会划分二级管网与一级管网，两种管网的运行模式不同，一级管网常常保持高压高温的运行模式，小区热力站之中的换热器设备可将热量有效传递，二次管网直接接收传递的热量即可，二级管网往往保持低压低温的运行模式，提供制剂的供热服务。

对集中供热系统的实际能量消耗情况进行研究后发现，辅机设备需消耗大量的电能，热源厂之中的锅炉设备会消耗大量的煤。循环水泵是核心的供热设备，一级管网的实际回水温度与供水温度会影响其耗能水平。从热源的角度进行研究，可以确定循环水泵实际输出的热量与辅机设备耗电情况以及锅炉设备的耗煤情况直接相关，一级管网的回水温度与供水温度不会给其带去过多的影响。

确定一级管网系统的实际供水温度时，会参考管网系统的最高耐温数值。回水温度影响该处管网的整体能量消耗状况。本文的研究前提在于不改变供水温度，调节回水温度，使一级管网的回、供水温差加大，进而使一级管网可以以更加稳定的方式输送热能。

2 管道公称直径受到的影响

对于热水供热系统，质量流量和热负荷的关系如下：

？椎1=cpqm？驻t

？驻t=tg1-th1

Φ1-管网承担的热负荷，W；cp-水的比定压热容，J/（kg·K），取4200J/（kg·K）；qm-管网质量流量，kg/s；Δt-一级管网供水、回水温差，℃；tg1-一级管网供水温度，℃。

借助公式，可以确定，在热负荷条件不变的前提下，一级管网的实际回水与供水温差与管网系统的质量流量呈现出反比的关系；如果不改变供水温度，管网的质量流量数值越小，实际回水温度也就越低。针对集中供热系统以及相应的管材应用情况，管道的公称直径与管道质量流量也存有直接的联系；如果不改变供水温度与热负荷，回水温度因素会给管道公称直径带去直接影响。在确定公称直径时，需参考水力计算的情况，可借助计算程序来获取相应数值，也可以通过查表法来完成水力计算的任务。

3 换热器受到的影响

换热器也是集中供热系统中不能缺少的重要设备，可供选择的换热器种类丰富，结合当前的热、冷流体热量交换原理可确定，当前使用的换热器主要包括蓄热式、混合式以及间壁式三种。而给小区热力站使用的换热器大多为板式换热器，应用该种换热器时，需明确影响其传热系数的主要因素，在换热器的功率一致的条件下，平均温差与换热面积之间为反比关系；如果二级管网的回、供水温度以及一级管网的实际供水温度一致，回水温度与换热面积之间保持非线性的关系，换热面積增加，回水温度将会降低。

4 循环水泵受到的影响

Pe=■

Pe-循环水泵需要的电动机的输入功率，kW；q-水泵流量，m3/s；p-水泵全压，kPa；η-水泵效率，可按水泵样本取用，本文按；照80%计算；ηm-水泵传动的机械效率，本文按直接传动考虑，取1.0；ηd-电动机效率，取0.9。

在小区供热系统中，循环水泵将会发挥重要作用，其可将热水直接输送给热力站。对水泵的实际耗电情况进行考察时，可确定水泵的流量以及全压与电动机输入功率之间为正比关系，在控制水泵的实际耗电量时，需从水泵的流量与全压设定入手。

5 工程案例分析

某城市集中供热工程，其供热面积为1000×104m2，供热负荷为700MW，年最大热负荷利用时间为2161h，热源的供水温度为120℃，一级管网设计压力为1600kPa，热水管网定压方式选择循环水泵入口处补水泵定压的方式，定压压力为250kPa，输送距离为10km。为方便做比较计算，本文假设只有一个700MW的小区热力站。下面就供热系统一级管网采用120℃/70℃（方案一）和120℃/60℃（方案二）的热水参数做比较，分析不同的设计供、回水温度对一级管网的影响。

对于一级管网，确定主干线管径时，宜采用经济比摩阻（30～70Pa/m）计算。方案一中，Δt=50℃，设计质量流量为3344.4kg/s，查水力计算表可得，管道公称直径为1000mm时，管道比摩阻为161.12Pa/m，热水管网系统总阻力为4116.87kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为4366.87kPa，大幅超过了系统的设计压力，显然是不合理的；取管道公称直径为1200mm时，比摩阻为63.06Pa/m，热水管网系统总阻力为1763.34kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为2013.34kPa，高于系统的设计压力，因此，需要设置一级中继泵站以将管道的压力控制在设计压力范围之内。方案二中，Δt=60℃，设计质量流量为2787.03kg/s，查水力计算表可得，取管道公称直径为1000mm时，管道比摩阻为111.89Pa/m，热水管网系统总阻力为2935.33kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为3185.33kPa，大幅超过了系统的设计压力，显然是不合理的；取管道公称直径1200mm时，比摩阻为43.79Pa/m，热水管网系统总阻力为1300.93kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为1550.93kPa，无须设置中继泵站即可将管道的压力控制在设计压力范围之内。从上面的分析结果可以看出，无论是方案一还是方案二，都应选择DN1200mm的管道。但是，在方案一中，需要设置中继泵站一座，根据工程投资概算，此中继泵站造价约1700×104元；方案二无须设置中继泵站。

6 结束语

本文从多个方面研究了集中供热系统受到的来自于一级管网的影响，同时提供了研究案例，在完善集中供热系统时，需把握各种影响因素，减少集中供热过程中的能量损耗。一级管网的实际回水温度会影响到最终的供热效果。在现代的供热系统中，相关人员在关注供热质量的同时，还要对供热带来的节能效益与经济效益加以保护，在供水温度一定的前提下，可将回水温度降低，控制回水温差。

参考文献

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