探讨热网运行调节及设备改造中节能技术的应用

刘忠贞

（太原市热力集团有限责任公司，山西 太原 030001）

在供热运行管理环节中，运行参数是极为重要的，也是管控的重点，只有保证运行参数符合合理性的要求，才能保证住宅小区内供热质量合格，给人们提供高水平的供热服务。

1 运行参数优化的原则

不同设计的单位在进行住宅小区热网设计中，方案是不同的，特别是在热网管径与系统压力方面的设计，因为其分析的因素不同，各个设计人员的素质、专业水平也有明显的差异，所以出现了不同设计结果。即使是相同的设计方案，不同单位进行施工，经验、人力、资金等不同也会导致不同的结果，给后续的运行管理产生迥异的效果。从实际情况分析，运行参数优化设计环节，首先需要对于供热系统设计方案做出全面深入的分析，然后计算确定系统运行的总阻力参数。其次是对于该项目的质量做出详细的评估分析，然后实现系统总阻力的参数分析控制，结合实际的系统运行需要做出总阻力参数的修正处理。经过总结经验教训，确保运行参数满足要求，然后按照如下原则进行施工：确保各个供热运行的质量满足要求，按照气候条件、当地的环境最低温度等方面的因素确定各级管网中的供回水的压力差，确保符合供热的要求；二级管网在运行压力设计中，应该保证各个位置上的管道内都是充满水的状态，同时内部不会有气体存在，确保系统运行压力参数值满足要求［1］。

2 运行参数的优化

从以往的设计理念和要求分析之下，发现其主要的方式就是大流量、小温差的系统设计形式，规定了具体的压力和系统供、回水压力中的影响相对是比较小的，这是因为如果设定的定压力是比较大的，所采用的压头分配时比较容易实现的，可以根据要求做好热网水压的调整，达到平衡性的要求；如果设定的定压压力相对较小，在系统压差很大的情况可以根据需要作出必要的调节和补偿，但是这种情况之下容易造成供热系统运行不合理的情况存在。因此，需要合理的设定定压压力，因为偏高或者偏低都会导致系统运行质量不足，需要保证各个运行参数达到合理性的要求。

2.1 二级管网供、同水压差

二级管网供、回水压差应该能够符合当前的系统运行阻力的规定标准，确保管道内压力的通行符合实际使用的要求。循环泵内的消耗功率与供热介质体积流量的3次方变化是相同的，所以可以利用减少内部的体积流量可以有效的降低循环泵能耗量。这就表示在系统进行二级管网供、回水压差设定环节，最好是结合系统的运行情况设定最佳流量参数，保证电能消耗控制在合理的范围内，结合当前的实际情况，具体参数的计算根据供热系统的运行热力入口装置、室内供暖系统中的标准形式作出合理的计算分析。经过多年经验总结和分析，住宅小区内热网在运行中，保证其水力达到平衡性的要求之后，合理的进行流量的分配可以保证供、回水的压力满足标准的要求，单管供应系统最佳为40～80kPa，根据户进行供应的系统为30～60kPa［2］。

2.2 二级管网定压压力

1）定压压力的确定，定压压力参数在设定的过程中，要从下述几个方面出发进行考虑分析：热力站的供应半径参数；热网最高点的高度与相应的设定位置；供热运行系统形式。根据实际运行的需要，可以选择使用大流量、小温差的方式来进行供应，也可以按照实际情况采用大温差的方式，无论选择哪一种方式，都以达到系统供应平衡为合格的标准。如果是大温差的形式，在不会给系统压力产生影响的基础条件之下，适当的减小二级管网供、回水温度以拉大温差，可以有效的减小阻力。分析这些因素之后，定压水头通常应该做出高度的调节，以满足实际的运行需要。

2）定压点位置的选择，二级管网热力站通常情况下会安装使用变频补给水泵定压的方法，其压力的设定要和具体的定压点设定的位置进行控制，保证其达到合理性的要求。定压电通常可以布置在供热系统总回水管道与补给水泵出口总管的位置上。如果设定在总回水管上，与循环泵进口的间隔距离比较大，优势就是能够使得水泵运行更加稳定，压力效果也比较明显。如果根据需要设定在补给水泵出口总管的位置上，因为定压点与供热系统回水管中的设定间隔距离比较长，并且和已经设定的管道直径与补给水管的设定难以达到配合度的要求，造成补给水泵的运行环节定压压力和系统回水管的压力存在着明显的不同，在停止工作之后也不能达到规定的设定参数，无法完成系统控制要求。这一问题的产生，极易使得单管的结构供热系统与传统垂直双管的方法对比来说，压力不能达到标准的要求，经过对比分析定压压力与回水压力之间的差距比较明显，超出了规定的要求，供热效果难以达到标准要求。可以根据需要适当的增大管径尺寸，可以有效的减小管道内部压力，并且需要将定压点设定在总回水管的位置上。

3 供热系统的运行调节与改造

3.1 供热系统的运行调节

如果建筑项目的形式为小高层的形式，那么在该建筑中的最末端的位置上会存在多层建筑与小高层建筑相混合的情况存在，并且选择使用相同一套供热系统之下建筑结构内，极易导致水平水力不合理的情况，供热系统内产生气体淤积的问题，只要是把气体排放出去，就能够达到供暖的要求，如果这一问题持续发生，可以通过有效的提升供水温度的方式以消除这一问题。该问题的消除仅仅是表面上的，而实质上依然存在。从工程案例分析结果发现，水温变化极易导致供暖质量的变化。水温变化出现水密度变化，在水温升高后，水的密度会下降。如果设定的定压压力是一致的，此时的水头会因为水的密度下降而逐步的升高，就可以消除上述的问题。因此，二级管网供水温度上升，供暖也会达到正常的标准，也就能够掩盖了供热系统内水利失调、定压压力不足等方面的问题。供暖刚开始的阶段，进行系统排气处理后，依然会在最高点检查确定存在流水响声，这就表示压力相对较小。供热介质容易产生断流的问题，其一是由于水利失调的问题，压头在热网近端被快速的消耗掉；其二是定压压力不足。处理措施如下：适当的增大定压水头，比如1.2m，如果发现水流响声依然存在，应该再次提升水头，每次提升0.5－1.0m，直到最终响声不会再出现。如果响声小时之后，供热效果依然不合格，需要进行热网水力调节处理，可以采取水平、垂直等方式的调节。水力达到平衡的标准后，就可以做好压力的调整，确保系统运行满足要求。总之，定压压力应该合理的设定，满足供热系统运行最小压力的标准，达到系统运行的要求。

3.2 供热系统的改造

综合分析运行参数优化方面，能够有效的解决和处理热网水平失调的缺陷问题，保证流量符合系统的要求，压差达到要求，可以进行系统改造处理，比如设置流量控制器装置；如果系统为变流量的形式，可以将差压平衡阀改变成为可调式的压差平衡阀装置。经过改进处理，使得供热质量得到有效的提升，防止发生水力失调的缺陷，让供热效果更好。

3.3 热源的节能改造

热源改造就是为了能够保证锅炉的运行效率合格，降低能耗、提高供热质量，一般都是在运营时间超长的供热系统中实施，综合分析多个因素选择合适的改造方案，具体内容如下：

1）根据需要进行锅炉房的煤改气设计，应用天然气取代传统煤炭作为锅炉的燃料，可以提高资源利用率，还能够降低环境污染问题；按照热负荷的方法做好室内外温度调剂恩，综合分析未来供热系统的运行情况，最终选择使用5台14MW 燃气热水锅炉；

2）根据需要安装抽风系统，保证运行效果合格，且锅炉都要安装各自的烟囱，然后还要有热量回收系统，保证其可以再次利用；

3）设定锅炉循环水泵与补水泵，然后就是安装变频控制系统，提高能耗节约效果。

3.4 室外管网节能改造措施

措施一：改变水力运行条件

对于管道直径不合理、内部流动速度不合格的管网做出再次条件，要符合下述标准要求：

1）设计过程中先采用符合管网运行要求的干管径数据，通常应该以经济性最高的摩阻参数为合格的标准，即30－70Pa／m；

2）其他各个管径的选择也非常的重要，保证压力满足系统运行要求，管网流速要控制在3.5m／s以下。管道的比摩阻应该控制在300Pa／m以下；

3）二级管网热力入户之前根据要求进行压差参数的设定，结合实际情况确定合适的总压力损失数据，然后就是做好各个老旧小区的改造处理，可以根据50KPa计算。

措施二：在系统内安装水利平衡部件，保证内部水力达到平衡标准，确保水力数据合格，设计遵循如下原则：

1）管网选择不同调节的方法，保证水利平衡系统发挥出重要的作用，重点是进行流量的调整，压差控制阀满足工程的要求；

2）在系统内安装自力式流量控制阀以保证内部流量达到系统运行的要求，因为其结构较为特殊，所以容易产生堵塞的问题，应该设置必要的除污器装置。

措施三：采用直埋敷设方式

管网节能改造设置最好采用直埋的形式，根据要求做好管道的铺设方式选择，保证施工方便、维修方便等。因为二级管网运行的温度较低，通过直埋的方法可以在改造中不会过多的设置补偿器装置，甚至完全不使用该结构，利用管道弯头补偿就能满足要求，还能够降低施工成本，缩短工期，效果非常好。

4 结语

综合以上分析，在热网运行调节与设备改造的环节中，通过节能技术的应用能够达到调节参数要求。因此，在节能节水应用方面，需要从被改造系统出发在了解调节改造需求基础上，全面性的做好节能优化控制，以保证系统的运行满足节能需求。