关于东区供热分公司中继泵运行情况的分析

杨永强 张晓晖 宋 伟

1 概述

郑州市近年来集中供热事业发展迅猛，集中供热规模也越来越大，在热水网路的设计中已设置中继泵站。对于大中城市热水网路，当输送距离较远，而管网及某些管路附件承压又有一定限制时，可考虑设置中继泵站。虽然因此增加了一些基建费用，但是可以减少热网首站的水泵容量，从而减少了运行费，同时也保证了末端用户的正常运行。郑州市热力总公司东区供热分公司热水网路中继泵站自建成后，这两年一直没有投入使用，为了减少运行费，保证末端用户的正常运行，公司一直在实验其运行效果。

2 启动中继泵运行实验背景

在供暖末期，随着气温的大幅度回升，根据公司节能降耗的要求及东区热电厂热源供暖实际情况，我公司2011年3月7日要求郑东新区热电厂退一台热网循环泵，保持两台热网循环泵运行，减少热网循环水流量，保证管网安全经济运行，满足东区供热分公司供暖热量需求，同时也为启动中继泵运行实验做准备。

3 中继泵站位置及主要设备情况

中继泵站及所选站点的位置情况:

中继泵站位于黄河东路与商鼎路东南角七里河桥头DN1000供热回水管网上，中继泵站以东供热干管由东风东路向南支线，农业路向北支线，商鼎路与博学路向北支线3条主要支线及中央特区、二十七研究所2个主线用户(见图1)。

本站4台泵在回水管网上，按照规定要求，中继泵站不应建在环状管网的环线上。否则，造成管网的环流，不能提升管网的资用压头。中继泵站应优先考虑回水加压方式。一般来说，对于大型的热水供热管网是需要设置中继泵站的，有时甚至设置多个中继泵。

中继泵站设置的依据是管网水力计算和水压图。设置中继泵站能够增大供热距离，而不用加大管径，从而节省管网建设投资，在一定条件下可以降低系统能耗，对整个供热系统的工况和管网的水力平衡也有一定的好处。

就国内外一些大型热水供热管网来看，其管网系统的设计压力一般均在1.6 MPa等级范围内，这对于城镇供热管网的安全性和节省投资是大有好处的，如不设中继泵站将使管网的安全性或管网设计压力等级提高，这些对管网建设都是不利的。

当管网上游端有较多用户时，设中继泵站有利于降低供热系统水泵(循环水泵、中继泵)总能耗。中继泵站建在回水管上由于水温较低(一般不超过80℃)可选用耐高温的水泵，降低建设投资。

4 电厂曲线图及所选取末端站点位置

1)所选电厂供热参数曲线见图2，图3。

2)所选3个监测站点如下所述:

a.绿城百合。位于CBD环线以北、农业东路上，是东区供暖在郑东新区相对偏北的用户之一。

b.中铁七局。位于航海路与朝凤路处，是商鼎路与东风东路支线所带末端用户，该支线供东区中铁七局、远大理想城2个用户以及南郊部分站点。

c.陇东小区。位于紫荆山南路，为未来路与郑汴路支线所带用户，所在位置处在管网相对最末端。

以上所选3个站点的其压力、流量变化曲线与电厂变化曲线趋势基本一致。其图不再单列，但是中铁七局流量变化出现异常，在分析中说明。

5 实验分析

5.1 电厂退出一台热网循环泵时，对东区供暖管网影响分析

通过所选各个监测站点及电厂监测点数据分析，电厂退出一台热网循环泵，对管网系统的影响时间从7日12:55～22:00整基本结束。从12:55开始，电厂流量由5700 t/h降至4600 t/h，流量降低1100 t/h，供水压力由 1.57 MPa降至1.2 MPa，回水压力由 0.25 MPa 升至 0.4 MPa。

郑东新区热电厂退出一台热网循环泵瞬间，电厂端流体流速受退泵影响反应时间短，电厂供暖管网供水流量下降1100 t/h，供水压力下降0.37 MPa，但是末端管网距离电厂约23 km，单管以4600 t/h的流速到达管网末端(假定DN1000的管道)，在该段时间内，末端管网以5700 t/h的流速推动流体向回水管内循环，在回水管内转化成压力，回水压力上升至0.4 MPa。从电厂实际运行压力曲线图上可看到，回水压力变化同分析相符。从末端各站点曲线图也可看到回水压力变化同分析相符。之后随着流体流速的衰减，电厂供、回水压力逐步的下降。根据所选末端区域的站点曲线分析，所选管网末端站点压力、流量变化趋势也与电厂变化基本一致。个别站的变化比较大，如中铁七局，电厂退出一台热网循环泵，流量由24 t/h降至5 t/h，从理论上分析，相对于24 t/h而言，该数据减小约30%应该是正常的，也就是下降到17 t/h左右，但是不会减小80%，即下降到5 t/h，分析认为可能是分公司调节或异常情况所致。

5.2 启动中继泵对管网影响的分析

1)7日14:25，启动第一台中继泵，东区供热分公司整体管网运行平稳。管网流量增加30 t/h～40 t/h，压力无明显变化。分析认为，由于单台中继泵的额定流量小，水泵扬程低，启动一台中继泵运行，对管网影响有限。根据所选电厂及末端各站点曲线图，我们可以看出，启动第一台泵约70 min，所选监测站点压力、流量曲线图上无明显变化。

2)7日15:35，启动第二台中继泵运行，东区供热分公司整体管网运行平稳。管网流量增加50 t/h～60 t/h，压力无明显变化。分析认为，两台中继泵并列运行，管网实际流量应增加;由于水泵扬程低，管网管径大，两台水泵运行对管网压力影响不大。根据所选电厂及末端各监测站点曲线图，我们可以看出，启动第二台泵到操作阀门之间的时间约20 min，所选监测站点压力曲线图上无明显变化、流量曲线图上有较小波动。

5.3 管网特性曲线改变对系统的影响分析

7日15:55，分公司操作人员对商鼎路七里河桥头DN1000阀门进行操作。管网流量增加60 t/h～70 t/h，供水压力降低0.06 MPa、回水压力出现波动。分析认为，阀门开度增加时，管网的特性曲线变缓，阻力降低，流量增加。从所选站点来看，供、回水压力有明显下降;从流量区域上看陇东小区、中铁七局流量增加、绿城百合流量下降。

5.4 实验数据监测条件分析

首先，启动中继泵运行，要保证管网系统特性不变，即在管网运行持续稳定的情况下，启动中继泵运行，使供暖管网总阻力降低，电厂流量增加。其次，在启动中继泵运行过程中，分公司同时对管网进行调节。7日15:55，分公司操作商鼎路七里河桥头DN1000阀门，使管网的流量增加60 t/h～70 t/h，整个管网的压力出现较大的波动。然后，从整个操作时间上分析，启动中继泵运行，在电厂退出一台热网循环泵(12:55)、剩两台热网循环泵并列运行对管网影响的时间内，并且启动第一台中继泵距电厂退泵时间90 min，启第二台中继泵并列运行距离第一台中继泵启动时间70 min，在启第二台中继泵并列运行仅20 min时，分公司对管网进行了调节，本次操作距离电厂退泵仅3 h。

总之，启动中继泵运行是在整个管网运行不稳定的情况下进行的，加之缺少中继泵的监测数据及中继泵站前后管网干、支线监测井数据等因素及现实条件限制，我们无法对中继泵进行准确的定量分析。

6 实验总结

结果表明，由于单台中继泵流量(1800 t/h)小，启动一台中继泵运行，电厂供回水压差不变(0.85 MPa)，流量变化(增加30 t/h～40 t/h)不大，对管网影响有限;末端用户压差基本不变;启动两台中继泵并列运行，电厂出口供、回水压差不变，流量变化(增加50 t/h～60 t/h)不大;处于中继泵站入口端的末端用户压差基本不变。

总之，启动一台或并列运行两台中继泵运行，对管网影响有限。若要启中继泵实现对于管网安全经济运行及满足分公司供暖期热量需求，还需要中继泵在管网持续稳定、管网监控系统完善及误差较小等条件下运行，并对其进行更加深入的研究和实验。

［1］盛晓文，李武勇.对热网中继泵站的若干问题探讨［J］.区域供热，1988(2):23-24.

［2］CJJ 34-2010，城镇供热管网设计规范［S］.

［3］许 峰.论城市集中供热的可持续发展［J］.山西建筑，2010，36(13):170-171.