热力保温采暖系统全方位节能相关技术探讨

对于每一个供热企业来说，要想生存、要想发展、都必须充分重视供热质量、经营管理、收费和经济运行等各个方面的问题，而各个方面的问题又都是有机地连在一起的，都是互相关联、缺一不可的，忽视了哪一面都会给企业的经济效益和社会效益带来不良的后果。

　　供热企业是电耗大户，各种水泵、风机、照明都用电。如果设备选型不当，系统设计不合理，很容易造成电能的大量浪费。这样的供热系统很普遍，甚至一些相当大的供热企业也是如此。

　　所谓水力失调，就是管网各处实际流量与所需不一致。任何一个供热系统都不可能通过对管网、热力站和热用户等系统的设计、管网的布置、水力计算、管径、管件及设备的选型等，彻底解决运行时的水力平衡问题。任何一个供热系统都必须在系统运行时进行认真地调节，才有可能逐步接近水力平衡。如果调节水力平衡的设备选择不当，使用不当，调节的手段不先进，不合格，甚至不进行运行调节，供热系统就一定会存在不同程度的水力失调问题。从而造成部分热用户室温过高而浪费了热能，部分用户室温不达标，影响了供热质量。而此时，许多供热部门往往又错误的采用更换循环水泵，加大循环水流量等办法解决。虽然使水力工况在一定程度上有所改善，水力失调状况有所减轻，但由此却带来了电能的大量浪费，使供热企业的运行成本大大提高，同时使其它的节电措施无法实施。应该从根本上消除热网的水力失调，才能确保用户的供热质量。但以前消除水力失调的方法人工调节关断阀、调节阀或平衡阀的方法，不但给运行调节人员带来相当大的工作量，而且根本无法使管网的水力失调得到彻底改善。采用自动控制的方法又大大提高了热网建设资金的投入。目前Z好的办法，是Z近几年来已开始普及的，在每个热用户的入口安装恒流量调节阀或自力式流量控制阀的方法。只要按每个热用户的循环水量与设计或实际需要一致，而且还会自动消除热网的剩余压头，保证热网有良好的水力工况。目前“恒流量调节阀”是“自力式流量控制阀”中的佼佼者，它不但调节性能良好，而且可带电动执行器，实现远程自动控制。供热系统只有在根除了水力失调后，才有可能实现下面一些更有力的节电措施。

　　根据热量计算公式：Q=G×C×（Tg-Th）可知，当供热系统向热用户提供相同的热量Q时，供回水温差△T=Tg-Th与循环水量G成反比例关系。即系统的供回水温差大，则循环水量就小，水泵的电耗就会大大降低。从下面的一个例子，就可看出温差与电耗之间的关系。
　　例如一个供热系统设计热负荷为7MW，一网供回水温差△T=30℃。经计算，其循环水量为200m3/h。外网管径为DN200。查表可知沿程阻力系数为170Pa/m。经水力计算，管网总阻力损失为50m水柱，如果按此流量和扬程选水泵，即水泵功率为45KW。如果把供回水温差由△T=30℃提高到△T=60℃，其循环水量可下降到100m3/h，按外网管径DN200查表可知，沿程阻力系数为42Pa/m。同温差30℃时的阻力系数相比是：42：170=1：4。按此推算，此时管网总阻力损失应为H=50m/4=12.5m。按流量100m3/h和扬程12.5米选泵，其水泵功率只有5.5KW。由此发现一个规律：当供回水温差提高原来的两倍时，循环水量也降至原来的二分之一，而管网的沿程阻力降至原来的四分之一，而水泵的功率要降至原来的八分之一。即：△T2=2△T1则G2=1/2G1H2=1/22G1N2=1/23N1由此可看出，提高供热系统的供回水温差，可大大降低运行电耗。同时由于阻力损失的大幅降低，可以使有中继泵站的供热系统，取消了中继泵站，节省了建设投资和中继泵站的运行费用。
　　目前，直供系统或间供系统的二级管网，也都存在着运行温差过小的问题。用户的室内采暖系统一般都按供回水温差25℃设计，实际运行的温差都在20℃以下，有的甚至只有10℃左右。因此存在着大量电能浪费问题。二级管网和室内采暖系统的节能潜力也很大。

　　在泵的选型与安装上，目前普遍存在着一些不合理的地方，许多时候不依照水力计算，而是死套所谓的“规定”，并层层加码或参照别人的设计、以前的设计，甚至在错误的理论指导下确定泵的型号。而工程设计人员和运行管理人员又都习以为常，浑然不觉。

　　热源的节电节能除前面提到的循环水泵选型、以及提高热源供回水温差的节电措施外，围绕着锅炉的节电节能措施还有很多。如：提高锅炉的燃烧效率的各种措施，锅炉增加分层、分行、分段给煤的设备、防止锅炉水垢、烟垢的各种措施，锅炉鼓引凤系统加装变频调速器等节电措施，这些都是大家比较熟悉的。这里主要介绍一个往往被许多人忽视，但又非常重要的问题。就是如何实现锅炉在额定循环水量下工作，既节约电能而又不影响系统总循环水量和供水温度的问题。每台热水锅炉在设计中都给定了额定循环水量和Zgao供回水温度。锅炉本体对循环水的总阻力损失就是在这个循环水量的情况下计算出来的。一般都不超过0.1MPa，即10米水柱。而整个供热系统的总循环水量是根据系统的供回水温差和供热负荷确定的。它往往大于几台锅炉额定循环水量之和。许多工程技术人员都忽略了这一点。在设计和运行中不采取任何措施，而是使锅炉的实际运行循环水量与外网总循环水量相等。这样就造成了每台锅炉的循环水量大于额定循环水量，使炉内水的阻力损失大大超过锅炉说明书中的阻力损失。从前面第三条论述中得出的规律可知，锅炉的实际循环水量达到了额定循环水量2倍时，锅炉本体的水循环阻力就是额定阻力损失的4倍，而此时用于克服锅炉水循环阻力的电耗就会是额定电耗的8倍。多么严重的电能浪费问题。这个问题通常的解决办法是在循环水泵去锅炉的供回水干管之间加设一个旁通管。当锅炉的循环水量为G=1200m3/h，外网的循环水量G=2400m3/h，调节旁通管调节阀的开度，使流经旁通管的循环水量达到1200m3/h。而此时锅炉本体的供回水温差为60℃，而热网的供回水温差为30℃，锅炉本体的水循环阻力为额定阻力，一般为0.06-0.1Mpa。旁通管管径的大小应根据流经旁通管水量的大小来确。

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