集中供热系统热力站的优化设计

集中供热系统热力站的优化设计

发表时间：2017-08-16T10:03:00.710Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第9期作者：张文军

[导读] 一般我们的室外用管网都是枝状管网，所以说必要的调节手段是二次系统所缺乏的，还有的问题就是水力失调。

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摘要：目前在我国普及率很高的是集中供热系统,因为集中供热系统既便于管理又对于提高居民的取暖质量有利,并且集中供热系统的供热效果非常的高效率,集中供热系统的优点显而易见。但是集中供热系统同样也存在着不可忽视的问题,那就是消耗十分巨大的能源。当今的世界处在一个能源危机越来越突出的背景之下,我们的供热系统的改进就应该降低能源的消耗。如果能够降低热能在传输过程中的消耗,就能够对热能的利用率进行提高,这样的做法能够提升我国的经济发展以及我国人民生活水平的提高。

关键词：集中供热系统；热力站；优化设计

1集中供热系统存在的问题

1.1严重的水力失调

一般我们的室外用管网都是枝状管网，所以说必要的调节手段是二次系统所缺乏的，还有的问题就是水力失调。造成热网管水力失调的原因供热管网的阻力不平衡，追根溯源是偏差的管网设计、管网改造、管网运行等等。现在的在着较为严重的浪费使用能源问题。所以说我们现在面临的紧迫的需要解决的问题就是能够保证供热网管的水力平衡。

1.2管网失水严重

供热系统能量消耗的又一大原因是严重的失水问题。我们目前在供热系统管网的衡量指标是失水率，如果说我们能够对供热系统管理的良好，那么失水率就能够控制在百分之二以下，甚至那些比较先进的供热系统可以把失水率控制在百分之零点五以下，但是有些差的供热系统情况并不乐观，失水率可能达到百分之十，所以说供热系统里存在着非常大的能量差值，同样的，节能的潜力就很高。一般来说造成供热管网失水有以下几个方面；老旧失修的供热管网存在严重的漏水现象;有一些素质差的居民窃用供热管网中的水，私自使用;有些不懂供热系统原理的居民遇到散热器温度降低的情;R时，会对散热器放水。在设置分段用的阀门时候，未曾按照规划好的标准安装，最终会导致发生事故方交水量比较大。

供热的质量不好也可能是失水造成的。一般情况，供热系统损失多少水就应该补充多少水，但是供热系统中损失的是热水，补充的时候只能是冷水，水的温度存在差距，这样一来供热质量就会下降。供热质量的下降就会导致有些用户在冬天得不到有保障的供暖，结果就是室内的热舒适性下降。用户会将情况反应给有关部门，对供热单位投诉，引起矛盾冲突。

1.3供热系统不能够适时有效的调节供热流量和供水温度

目前的供热系统管理只是粗放式的、只针对设备的，对于整个系统的运行管理缺乏考虑，对于用户的室温监测达不到效果，所以对于供热的水平以及质量无法正确的把握住，管理的人员只是凭借着自己的经验操作。不能保证气候补偿，“看天供热”的方式依旧占主要地位，仅仅是通过人的手工调节操作，达不到按需供热、自动供热，所以说采暖初期会有热量存在着大量的浪费。

2建筑物采暖热负荷经计算后汇总确定，并考虑建筑物朝向，层高等多种因素的影响，对建筑物采暖总热负荷进行适当调整;新入网的小区在第一年供暖季开始供热后，当地集中供热公司应实际入户考察小区供热情况，确定管网选型是否满足或者超过实际用热需求，为供暖系统运行实行动态调整提供数据依据。

2.1通过对集中供热管网整体设置自力式压差控制阀实现供暖季管网内动态水力平衡;集中供热系统中的水力失调现象主要体现为水力运行工况失衡，流量分配不均，造成部分供热区域温度过低;如果只是通过增加流量和提高水泵扬程的方式来解决，无法从根本上解决水力失衡的问题，甚至引起管道超压、倒空、气化的危险;笔者认为解决水力失衡的有效方案之一便是整体规划和设计供热管网，在小区建筑物管网入口处添加自力式压差控制阀，将动态水力失调通过自力式压差控制阀转化为静态水力平衡状态，实现水力平衡。

自力式压差控制阀主要由一个自动平衡阀和一个手动调节阀组成，设定好流量后，通过自动平衡阀控制节流后压力与出口压力的差值不变，通过手动调节阀控制阀体开度，实现消除采暖系统富裕压头的作用;供热系统中采用自力式压差控制阀来进行水力平衡的调节，必然会增加热力施工的建造成本，但从投资收益的角度分析:在供暖期自力式压差控制阀在节电，节煤，节水方面都能带来很好的节能效益;并且热力管网达到水力平衡后，不仅能有效改善管网运行情况，还可以提高热用户的室内温度，满足热用户的需求，减少用户投诉，提高热用户的满意度。实际施工时，由于采暖系统设计软件存在局限性，并且受到实际施工质量的影响，集中供热管网投入使用初期，需要实际检验供热管网的水力工况，并且对自力式压差控制阀进行微调。

2.2根据居住建筑与商业类建筑负荷峰值差异，调整换热站供热温度;城区的集中供热已经实现，并且在节能和环保方面也发挥出应有的作用;集中供热系统由于供热面积大，造成供暖区域内建筑物功能的多样性，实际供热中，考虑是否可以根据建筑物功能，实现模块化供热。

集中供热一般由热源，一次供热管网，换热站，二次供热管网和热用户组成;现在太原市热力公司正在建设三级供热系统，虽然还在试行阶段，但已经在国际上取得技术的认可和肯定;三级供热系统比二级供热系统所带面积更大，热网区域内热用户更多，热力交换所需要的时间也更长，因此对于热力管网稳定性要求更高;如果天气改变或者其他外界原因影响，需要临时调整供热温度，供热管网的热交换时间的增加，管网内的水无法及时调整，很容易造成能源的浪费，降低用户体验和能源的浪费。笔者认为三级供暖系统所带区域极大，需要借鉴模块化系统的优势来调整供暖策略，换热站后二次网管线按建筑物功能划分开，比如住宅类建筑白天负荷低，夜间负荷高;商业类建筑(除医院、旅馆等夜间开放的建筑外，下同)恰恰相反，一般白天负荷较高，夜间热负荷低;供暖需求峰值不同，换热站供热温度可根据功能调整供水温度，如果将多种功能建筑由同一条管网供热，将造成能源的浪费;供热公司一般根据日照和气温的变化，在白天供热温度低，夜间供热温度高;供水温度白天满足商业类建筑升温，夜晚由于同一管线内住宅建筑而供热升温，而商业类建筑此时热负荷很低，而且商业类建筑一般都采用空调采暖，夜间如果供水温度很高，为了防止供热系统管道内压力过高，只能在夜间被迫的情况下开启空调散热，以防止管道因为高温高压爆管，造成电能和热能的双重浪费。换热站采用模块化供暖管网设计时，可根据峰值不同分别调整供热温度，白天降低对住宅