神木市典型换热站二网平衡节能技术初探

神木市典型换热站二网平衡节能技术初探

韩志强1  杨平2  刘军2  王元平2

1陕西美天绿能科技有限公司  陕西榆林719300  2神木市供热有限责任公司    陕西榆林719300

摘要：在集中供热二次管网普遍存在水力失调问题，为提高供暖合理率，切实解决过度供热、冷热不均、能源浪费等问题，分析了综合二网平衡解决方案，通过该技术实施，可有效的提高供暖合格率。

关键词：集中供暖；二网平衡；远传流量调节阀

一、概述

目前神木市供热二次管网普遍存在不同程度的水力失调问题，近端住户室温偏高，远端用户室温偏低。为了解决孤岛用户的不热问题，只能提高换热站供热温度或流量，造成流量大的用户超供，并且增加了电耗，热耗。距离换热站近的沿程阻力小，散热面积小，供热能力强；距离换热站远的沿程阻力大，散热面积大，供热能力减弱，因此存在近端流量大远端流量小、近端供热强远端供热弱的问题。流量的分配是控制出来的，不是设计出来的。因此，必须采用合理的控制手段对每个供热站末端的流动进行控制，从而实现对整个换热站的水力平衡和热力平衡。

二、项目现状分析

以神木市经适房换热站和惠民西换热站为例进行现状分析。

1、换热站概述

经适房换热站供暖区域为经适房小区、融和家园、丽景北苑、商业区等区域，共37栋居民楼、约2610户居民，1所幼儿园、75处商业办公综合体，总供暖建筑面积 293521.5 m2，设置高区、低区、经适区等三个独立供暖系统。热源采用市政一次热网供给，主管道DN350。

惠民西换热站供暖区域为惠民苑小区、惠苑小区、人大小区、警苑小区、富庭住宅小区、紫光园、商业区、北四巷、北五巷等区域，约2550户居民供暖，总供暖建筑面积 289858m2，设置高区、低区两个独立供暖系统。其中：高区包括：惠民苑小区、惠苑小区、人大小区、警苑小区、富庭住宅小区、紫光园、商业区，总供暖面积为105276.65m2。低区包括：神朔铁路家属楼、北四巷、北五巷、北六巷、北七巷、以及沿街商铺等区域，总供暖面积为131816.12m2。热源：市政一次热网供给，主管道DN300。

2、经适房换热站二网平衡问题分析

（1）经对外管网各路分支干线管道及各分支管道水力计算分析，其不平衡率均与设计规范管网平衡的要求偏差较大，整个供暖系统存在着较严重的水力失调现象，这是导致宏观热用户冷热不均的主要原因，由此导致供暖收费率不理想（总体收费率82%，经适区仅为72%）。

（2）在管网输送距离上，经适区最远端用户距离最近端用户约850米，低区最远端用户距离最近端用户约500米，高区最远端用户距离最近端用户约430米，在单元管网上没有有效的控制手段，管网水力失衡严重，导致远近、高低供热不均。普通通断阀门调节不能解决水力失调的问题，而且从理论上讲也不具备可操作性。同时为了满足辖区内供热不利点的用户供热正常，不得不加大管网循环量，从而造成近端、低端供热流量过大、温度

3、惠民西换热站二网平衡问题分析

（1）惠民西换热站辖区大量存在单管串联供热建筑物，各分支管路阀门处于全开状态。经对外管网各路分支干线管道及各分支管道水力计算分析，其不平衡率均与设计规范管网平衡的要求偏差较大导致单管循环近端、低端用户流量过大，远端、高端用户流量不足，整个供暖系统存在着较严重的水力失调现象，致使供热效果不佳，由此导致供暖收费率不理想。

（2）在管网输送距离上，低区最远端用户距离最近端用户约654米，高区最远端用户距离最近端用户约485米。低区单管循环建筑高差17米，高区单管循环建筑高差34米，在支线管路阀门全开的状态下，远端、高端用户供热效果受水力影响导致温度过低。在强行满足不利用户供热的情况下，加大管网循环两会导致换热站电力消耗剧增。

（3）经对外管网各路分支干线管道及各分支管道水力计算分析，其不平衡率均与设计规范管网平衡的要求偏差较大，整个供暖系统存在着较严重的水力失调现象，这是导致宏观热用户冷热不均的主要原因。上拱下回单管串联供暖系统是导致微观热用户（垂直热力失调）冷热不均的主要原因。

三、二网调控解决方案

1、系统分支管道负荷校核

根据提供的技术资料和现场调研情况，我们绘制完善了两个换热站区域管网平面布置图，整理了该换热站二个供暖区域住宅楼的基本数据，对各供暖区域分支管道负荷情况进行了统计分析、校核，结论是均能满足设计规范。

2、外管网技改调控方案

（1）以每栋楼或每个供暖小区域为一个控制单元，加装自力式流量控制阀或电动调节阀，消除局部富裕压头、合理分配用户流量，以实现流量均衡、热量均衡，彻底解决冷热不均问题。

（2）确定电动调节阀的安装区域：楼内有管道井和有地下室的及楼道内具备安装条件的建筑。楼道内安装要采取安全防护措施。（从安全和方便管理的角度考虑电动调节阀不适宜安装在地沟、室外阀门井、露天、单管垂直供暖系统建筑。）

（3）电动调节阀安装区域以外的场所根据实际情况安装自力式流量控制阀。

（4）为确保二网系统平衡运行，在每栋楼房或每个控制单元入口的回水管道上加装控制阀，按不同楼房计算出所需水量标准进行调节、控制，完全实现二次热网宏观的水力平衡，彻底解决区域内冷热不均的问题。

（5）为确保控制阀的平稳运行，在没有安装除污设备的控制体的供水管道上加装可在线排污的“Y”型过滤器。

3、技术介绍

（1）自力式流量平衡阀介绍

自力式流量平衡阀是一种直观简便的流量调节控制装置，阀门可在水的作用下，自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力怎样变化均保持设定流量不变，该阀这一功能使管网流量调节一次完成，把复杂调网工作变为简单的流量分配，有效地解决管网的水力失调。

（2）分单元远传流量调控技术介绍

在每个单元回水管道安装远程控制阀及远传温度计，并在典型用户内设置温度面板，采用温度采集+互联网远传相结合的模式，实时采集并监测管道内温度及室内温度，并通过物联网实时上传到智慧热网平台。通过回水温度一致法原理实现二网智能调节系统。合理分配用户流量，以实现流量均衡、热量均衡，解决冷热不均问题。

（3）控制平台介绍

搭建二网平衡控制平台，由单元端平衡装置、极端用户温度检测装置上传单元数据至控制平台，由平台对单元数据综合环境因素进行分析后下达操作指令至单元端进行自动调控。用户参数由平台进行呈现并储存，以便对历史供热信息进行统计分析。

四、改造成果预测分析

1、社会效益分析：可有效解决水力失衡、冷热不均问题；大幅提高供暖合格率；并可有效的减少二次水人为失水现象。

2、节能效益分析：技改后预计节能率为6%-10%。

2、环境效益：技改后年节约标煤量为1614.5吨，减少二氧化碳排放量4195吨，二氧化硫排放量38.7吨，氮氧化物排放量11.8吨，烟尘排放量3.3吨。

四、结束语

通过对两个小区进行二网平衡改造，可有效解决冷热不均问题，减少能耗损失，提高了供暖合格率及节能率。后期根据实际运行效果，可在神木市进行推广应用。

参考文献：

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[2]石兆玉.再议供热系统的水力平衡[J].区域供热,2010,No.144(01):4-8.

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[4]果俊梅，刘金平，李孝平，热力站调节控制方法的探讨[J.区域供热.2010(4).