集中供热大型集中供热系统中平衡供热技术运用

摘要：本文介绍辽渔集团大型集中供热系统在热源、热网、热用户方面所采取的技术措施以及收到的良好效果；节能减排，平衡供热。
关键词：热源、热网、热用户、平衡供热、经济效益、社会效益。

引言：
笔者所在单位的企业自备电厂是当地居民集中供热的热源，拥有300万平方米集中供热系统。冬季采用“热电联产、恶化真空“的方式供热，一级换热系统为热电厂的机组冷却系统，属于低真空采暖方式；二级换热由中心热交换站的汽水换热系统承担，站内分厂区、西区、家属区换热系统；每个供热分区80万平方米共用一台循环水泵，即“热源”部分。热力网的供热半径范围900米~3500米；沿线热用户的地平标高6.0米~40米；其中，七八十

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年代的传统老楼和当前的节能建筑、传统的散热片系统和地热用户共用系统，是个典型的系统庞杂、供热半径长、地形复杂的供热系统。近年对所有老旧系统实施分户改造，将传统的室内垂直单管系统改为水平串联系统，单元共用立管采用下供下回异程式。
要在这样的系统中“平衡供热”是一项理论与实践紧密结合的系统工程。

一、在设计阶段解决供热系统水力平衡的问题

供热系统的失调，实际上首先就是沿着供热半径方向上的远近并联用户的水平失调和每个供热单元的各楼层用户的水量分配没有均匀一致而形成的垂直失调。调整用户的阀门只起到有限的流量调节作用且耗能；而且，由于供热管网是一个复杂的水力系统，系统中各环路间水力状况的变化是相互影响和相互制约的，只要有一个热用户或一个散热设备的热媒流量发生变化，就会影响其他的热用户或散热设备的热媒流量发生变化，即在各热用户或各散热设备的流量会重新分配。最早的流量调节手段是依靠普通阀门或节流孔板，这种手动调节方式已不能适应上述各环路间水力状况变化而引起的流量重新分配.于是，我们在设计阶段作了如下工作：
1.安装自力式流量控制器（即平衡阀），合理选择管径，实现流量量化管理及平衡分配。具体做法：控制比摩阻50～60Pa经济范围选择管径；在每栋住宅单元的回水立管安装自力式流量控制器来解决水平失调问题。
2.每个住宅单元的每个热用户室内管径为2025铝塑管水平串联，考虑到顶层为远端用户，棚顶与侧山墙散热损失大；底层地面阴暗潮湿，每平方米所需热负荷高，因此在分户设计方案中每栋住宅的四个角及暖气片超过5组的热用户室内系统分为双环路：一套环路带卧室；一套环路带餐厅、厨房、卫生间。这样可以增加顶层、底层循环流量，达到水力垂直平衡目的。
3.根据大连市关于“住宅室温达标的检测规定”，卧室、书房必须保证18度，我们改变了传统的厨房----北卧室----卫生间----南卧室的进水顺序，采用了先进北卧、南卧后，回水带卫生间、厨房的新型水平串联方式（具体见下图），既没有增加投资，也保证了用户的室温达标。

二、采用质调节思想，制定合理的供热运行曲线表。

合理的系统设计解决了水力平衡问题，为系统的热力平衡调节奠定了基础。热力工况的平衡，我们采用质调节的思想，本着“看天供热”的原则，根据室外温度、室外风速、阴晴天气、用户昼伏夜出的活动特点以及冬季采暖期不同的气候特点，再结合人们对“热”的感觉周期等等软因素，制定了“供热运温度曲线表”，该曲线表以最直观的“室外温度----供水温度”体现，工人易于操作。在供热实践中，结合末端用户反馈，该表不断成熟完善。由于该表考虑了诸多供热“非技术因素”，鉴于现阶段中心站的设备自动化配置，该表目前实行人工控制，效果良好。

三、在调试阶段解决供热系统热力平衡的问题

供热系统低温运行的水力调试阶段----量调节
利用采暖期开始前的低温试运期，根据每个单元的供热面积确定设计流量，调整该单元回水立管平衡阀的开度，使其实际流量与设计流量相符，控制系统的水力平衡工况。这是关键的第一步。

2.供热系统的热力调试阶段-----质调节．

1）因为有了水量的初调节作为基础，“供热”简化成了“调温”。运行期间，中心站工人只需简单操作“供热运行曲线表”即可达到质调节的目标了。对于操作工人的培训目标只是严格执行运行表，并制定相应的管理措施了。这项措施在“热源”实行集中控制。

3.“温度调节法”确认平衡供热效果

集中质调节和分单元量调节的效果在用户的室内温度上体现出来。各用户热力均匀的问题，完全可以通过对室内散热器的平均温度和回水温度的判断来实现。“温度调节法”就是通过对流量的调节，使各热用户的供、回水平均温度或回水温度达到一致，从而实现各热用户室内温度的均匀一致。在实际操作中，调试人员利用远红外测温仪，直接测试热用户的散热器表面温度和单元共用立管的回水温度。经过反复细调平衡阀，使得远近用户、高低层用户的回水温度、散热器表面平均温度达到均匀一致，同时与中心热源温度相一致。

四、平衡供热技术效果总结

1.实际效果介绍

2.自力式流量控制器的应用：

方便设计------系统平衡计算简化
根据供热单元设计热指标确定设计水量，再根据说明书上的控制流量范围”的中间值,选用流量控制器的规格即可。
方便运行------只需一次设定流量，不受系统压差变化的影响，流量始终平衡的特点，无需再进行调节。“锁定流量”的特点大大减少了人为破坏控制阀门的因素，节约了大量的人力、物力。
经实际检测，在每个住宅单元的供暖回水管道安装自力式流量控制器与分户改造设计方案中顶层用户管径加大的两个方法是解决集中式供热系统水平、垂直失调的有效途径，同时具有节能与推广价值。
3）节能减排：系统的合理设计便于系统的平衡，便于节能减排。

2.节能效果总结

1）节煤计算
由于平衡供热技术的实施，实际流量减少130吨/小时，一个采暖期按照150天计算，可节约标煤1280吨。以现行煤价计算年可节约143万元。
2）节电计算
在热水采暖系统中，循环水泵流量与水泵轴功率成三次方的关系，实际流量比设计流量节约130吨/小时，意味着电能的节约。根据水泵轴功率公式
N轴=流量（130t/h）*扬程（58m）*9.8/3600*水泵效率(80%)
可计算出节约130吨/小时的循环水量节约的电能是26千瓦/小时，一个采暖期可节省电能26千瓦/小时×0.87元/千瓦×24小时×150天=81432元=8.1万元
3）节水计算
对于95/75热水供暖系统，循环流量的控制指标在3公斤/米2•小时，补给水率在3%以下。实际由于热网严重失水，补给水率在3-5%是一般情况，有的锅炉房补给水率高达6-7%。严重失水的主要原因是由于末端热用户室温达不到要求而私自放水取热。安装自力式流量控制器后，由于系统水力、热力工况稳定，补给水率大大下降。当年供暖期日补水量比上年同期日补水量降低20吨左右。补给水率控制在2%左右，年节水20吨×150天=3000吨，价值

3.0万元（按当时的软化水价10元/吨计算）。

总结
我国现阶段的供热行业从计划经济时代延续而来，消费者“热量是商品”的概念还有待强化，还带有明显的福利色彩，属于微利行业，需要综合的、精细化管理才能在保证居民供热效果和企业可持续发展上找到一个平衡点。而就目前我国该行业的一线从业人员水平还处在低水准，极有必要在设计、安装和调试方面提高技术和管理水平；同时加强培训运行人员，实现量化管理，降低运行成本，减少供热建设投资，节约能源，以更快地推动我国“节能减排”工作向纵深方向发展。