二级网循环水量降低50%问题探讨1

二级网循环水流量降低50%相关问题的探讨固安县爱能供热设备有限公司刘兆军摘要：文中分析了目前二次循环水量偏高的原因，提出了实现二级网循环流量降低50%的若干技术措施，并简要说明了这一目标的实现对节能减排的贡献。

关键词：二级网、循环流量、节能减排、节电、热力系统、水利平衡过去的很长时间，我国大部分地区集中供热的一级网循环水量一直维持在1.5kg/m2左右的水平，一级网的供回水温差一般30°左右。

而我国大中型供热锅炉的供热参数一般是115°-70°的45°温差或者150°-90°的60°温差。

规范规定：以热电厂或大型锅炉房为热源时，设计供水温度一般取110-150°，回水温度不高于70°（《城市热力网设计规范》（CJJ34-2002））。

相应设计供回水温差在40°-70°之间。

因此，热源的额定运行参数和供热实际运行参数差距很大。

近几年，由于集中供热自动控制技术、混水技术、高效率换热器、自动控制设备的发展和广泛的应用，这种情况得到了极大的改善，大部分地区一级网的循环水量降低到1.0-1.2kg/m2的水平，一级网的实际运行温差提高到40°-50°，个别地区达到60°温差。

一级网运行参数的改善，极大的降低了一级网的建设投资、节省了大量的管材，节省了大量的运行电耗，是集中供热行业在节能减排工作中取得的最大成果。

与此不相称的是，原来我们二级网实际运行的循环水量是3-3.5kg/m2，二级网实际运行供回水温差15°-20°，而目前的二级网循环水量大多3-4kg/m2，有些地热系统的循环水量达到4.5kg/m2，二级网的实际运行温差为10°-15°左右。

在大力提倡节能降耗的今天，二级网实际循环水量不但没有减少还略有增加。

二级网的循环水量的增加既提高了二级网的建设投资，增加了二级网循环水泵的装机容量，同时增加了二级循环泵的运行电耗，这种状况对集中供热行业的节能减排起到了相反的作用。

笔者从事集中供热的流量调控工作十余年，对于供热系统的循环水量问题格外关注，对于如何降低二级网循环流量问题就行了长期的研究，认为目前对于新建节能住宅，二次网循环水量降低50%，即二级网循环水量降低到1.5-2 kg/m2是完全可以实现的。

本文将对这一问题进行讨论。

一，住宅的热负荷我国建筑能耗约占能耗总量的30%，北方地区供热能耗是建筑能耗中最大一项。

为了实现节能减排的目标，我国各大城市对于新建建筑的节能要求不断提高，新建建筑的耗热量指标不断降低。

《城市热力网设计规范》（CJJ34-2002）中对于采取节能措施的住宅，采暖热指标的推荐值是40w-45w （其中包含5%的热网损失）。

根据循环流量计算公式：G=3.6*Q/C(Tg-Th)G:热网设计流量，单t/h。

Q:设计热负荷，单位kw。

C:水的比热容，单位kj/(kg°C)。

Tg、Th：热网供回水温度，单位°C。

当二次网循环流量大幅度降低，降低到1.5-2kg/m2、热负荷取上限值45w时，相应的二次网供回水温差为19.35-25.8°。

二，二级管网输送能力目前，我国大中型的热力系统，一级网实际运行的供回水温度不低于90°-50°，实际运行的供回水温差不低于40°，一级网的循环水量大多在1.0-1.2公斤每平米，有些大型热力公司实际运行的供水温度超过100°。

说明我们的管网设计、管道保温、管道补偿、热力分配系统、热力控制技术完全能够适应二级管网循环水量1.5-2kg/m2，温差19.35-25.8°这样的二级网的供热参数，同时二级网的设计供回水温差规范规定的即是95/70°，温差25°。

三，室内热力系统三北地区新建的节能住宅，室内系统的形式基本上都是一户一环形式的，室内散热器连接形式为双管---散热器形式、分集水器---地热盘管形式、单管串联加跨跃管形式。

这三种室内系统方式都具备不同住户可以分别调控，不同房间可以分别调控的特性，这两个特性为降低二次网循环流量、提高二次网供回水温，同时在低流量的情况下达到不同楼层间的水利平衡和不同房间的水利平衡奠定了坚实的基础。

四，水利平衡众所周知，循环流量越小，温差越大，水力失调的矛盾越突出，对水力调节控制技术、设备的要求越高。

对于水力的平衡控制，我们有了自力式流量控制阀、自力式压差控制阀、温控阀、平衡阀、电动阀等多种调控设备，循环流量小于1.5-2kg/m2的平衡调控手段已经比较完善。

然而，这些年来二级网循环流量一直降不下来，维持在3-4kg/m2的水平，造成这一现状的原因是多方面的。

第一，设计方面的原因：1，原有的二次供热管网和热用户的室内供热系统都是按照95°-70°的标准设计的，设计的供回水温差是25°；采用地热方式供热的建筑，一般是按照50°-40°标准设计的，供水温度最高不超过60°。

设计的供回水温差一般是10°，设计流量一般4-5kg/m2。

由于设计人员在设计中各种富余系数往往取值偏大，出现热力系统不能在设计工况下运行的情况。

2，由于一些新建的建筑区其室内热力系统和室外二级管网是由不同的设计院设计的，设计院之间对于规范参数的上下限取值不同，造成二级管网与室内系统不匹配。

为了满足供热要求，迫使很多二级网参数运行在大流量的状态下。

第二，建设施工方面的原因近几年，设计院在设计供热系统时，热力入口、住户进户都设计有平衡阀、差压阀、自立式流量控制阀等具有良好调节性能的调控阀门。

在实际实际施工当中，建设单位、施工单位为了降低成本，有的没有按照设计要求安装相应的调控阀门，有的安装了质量低劣的调控能力很差的阀门，达不到设计的调节性能。

另外，施工单位的野蛮施工、不按规范施工人为造成室内热力系统的平衡失衡。

这几种情况造成了供热运行当中，二级管网不具有可调性，设计院设计的供热参数无法实现。

第三，供热企业方面的原因1，供热企业的职工待遇比较低，技术水平普遍较差，缺少必要的学习和培训。

维修人员不懂得水力计算、水力特性、平衡调节；很多热力企业锅炉运行人员是农民工、季节工，根本不懂鼓风、引凤、煤层厚度、炉排速度、排烟温度、炉膛压力、炉膛温度、水泵转速这些基本供热参数的相互关系。

职工技术素养差，有没有必要的学习和培训，一些新的技术、设备安装之后没有人正确的使用，发挥不了应有的作用，成了摆设。

2，供热管网基础资料不全面，尤其是二级网管道、热用户的楼内系统、公企单位内部的各个单体建筑之间供热管道的具体数据不清，路由不清。

因为缺乏具体的数据，细致的调节无从谈起。

3，供热管理思想存在误区，如很多用户室内温度不达标，热用户私放供热循环水提高温度，供热企业不是想办法消除水利失调，提高用户温度，而是一味的往循环水中添加臭味计、染色剂；由于水质硬度高，锅炉、换热器结垢严重，不是进行相应的水处理，而一味的想办法进行除垢；出现用户温度不达标情况一味的增大循环泵流量，而不是采取有效措施，消除水力失调。

这些治标不治本的做法造成了大马拉小车的浪费现象的发生。

第四，设计部门、建设部门、供热企业之间缺乏有效协调，责权利不明确，出现问题互相推脱。

正是由于上述的这些原因的存在，尽管设计院设计的供热参数是2.5公斤左右每平米循环水量，温差20°-25°，我们的供热系统只能在3-4公斤每平米循环水量，10°-16°温差这样的水平上运行。

也正是由于上述原因，尽管我们已经具备了实现低流量（1kg/m2）情况下水力平衡所需技术和设备，但是还没有一家供热企业实现这一目标。

为了充分挖掘供热行业的节能潜力，实现节能减排的目标，大幅度地降低二级管网循环水量，必须协调好以下工作：1，设计上按照低流量、高温查的参数进行切合实际的设计。

2，施工中严格按照设计施工，不按设计施工的不予验收。

3，加强供热企业技术人员和职工对于新技术、新设备的学习培训，同时完善供热企业的基础资料。

4，建议供热新建建筑的设计、施工、运行由供热企业或供热技术咨询公司全权、全程负责。

五，实现二级网循环流量降低50%的两种方式第一种，二级管网和室内热力系统均采用循环流量1.5-2公斤每平米、温差25-26°进行设计。

即新建二级管道和新建室内供热管道、散热器、热计量设施、完全按照低流量（1.5-2kg/m2）的参数进行设计，其中二级管道比摩阻按规范中规定的30-70Pa/m、楼内系统管道的比摩阻建议20-50 Pa/m。

由于流量大幅降低、温差大幅提高之后，供水温度比较高，所以室内供热系统适宜采用散热器形式，普通的地热系统不适宜此种方式。

同时，由于供水温度的提高，如果不采取有效措施，垂直失调现象会十分严重。

对于楼宇间的水利平衡、单元间的水力平衡、楼层间的水力平衡可根据具体的情况采用自力式流量控制阀、自力式压差控制阀、平衡阀实现，不同居室间的水力平衡可采用ST系列的分配阀（已有专门的厂家开发生产）。

此种方式的优点：极大的节省二级网管道、室内供热管道、散热器的投资；运行费用最低。

缺点是：为了克服室内系统垂直失调需要增加一部分投资；不适用于地热系统。

第二种，二级管网采用循环流量1.5-2公斤每平米，温差25°进行设计，在热力入口处增加微型二次换热机组或微型二次混水机组（已有专门厂家开发生产），室内热力系统还按原来规范进行设计，室内室外管道比摩阻都可以按规范中规定的30-70Pa/m设计。

各种形式的室内都适用这种方式。

对于楼宇间的水力平衡、单元间的水力平衡可以采用自力式流量控制阀、自力式压差控制阀、平衡阀实现。

此种方式的优点：可以适用于各种类型的供热建筑；极大节省二级网管道投资；节省大量运行费用。

缺点是：只能降低二级网的管道投资，不降低室内系统的供热设施投资；增加了建筑入口的机组投资。

六，对节能减排的贡献取目前二次流量低值3公斤/平米，比摩阻取规范规定的低值30pa/m，所需管道管径与二次流量降低可以看出，流量减小50%以后，平均比摩阻降低了15.7%，节省管材消耗30.4%。

这里还没有计算土方、保温工程、各种管道附件的成本。

对循环泵电耗的影响：根据公式：N=860*G*H/(367*η)，效率取0.8。

对于管径减小一号的热网，流量减少50%，比摩阻降低15.7%时循环泵耗电：G’=G*50% H’=(H*(1-15.7%)2)N’=860*G’*H’/(367*η)=35.53%循环泵电耗减少64.46%。

在原管径不变的原有热网，流量减少50%时循环泵电耗：N’=0.53=12.5%循环泵节省电耗87.5%。