矿区集中供热系统运行状况测试分析及优化方案的探讨

王 艳

山东兖州矿业集团南屯煤矿，山东 邹城 273515

矿区集中供热系统运行状况测试分析及优化方案的探讨

王 艳

山东兖州矿业集团南屯煤矿，山东 邹城 273515

在对矿集中供热系统3个换热站一、二次网供回水参数进行详细热平衡测试的基础上，分析总结了其现状、严重存在的冷热不均问题。对各供热小区单位面积热耗进行详细分析后，给出了优化方案。

集中供热；热耗指标；循环水泵；节能

引言

该矿区现有的集中供热系统电厂余热供给一次高温水热源，自电厂一级网输送至各二级水水换热站，由二级站采用低温水输送至热用户。各供热小区因流量分配不均，存在严重的冷热不均问题等。笔者于2010-2011年供暖季对该矿区一次水管网及二次网侧的参数进行了流量监测，总结分析了供热系统存在的一些问题，并对各供热小区单位面积热耗、二次网循环水泵的工作点进行了分析，为集中供热系统优化改造做了准备。

1 测试方法

对3个换热站及各供热小区进行了测试，用超声波流量计测得了各换热站一、二次网的流量；利用点温计获得了一、二次网的供回水温度。通过现场勘查获得了换热站的具体情况，包括换热器、循环水泵、补水泵等的型号、台数、规格；除此之外，还对各供暖分支进行了流量监测，以校对现用流量计的准确性，并对各供热小区室内采暖形式进行了分析。

2 集中供热系统现状调研分析

2.1 供热小区面积及室内采暖形式

集中供热系统总供热面积约45万m2，整个供热系统大部采用散热器取暖，办公楼、招待所、食堂采用中央空调。家属区基本采用单管顺流式系统，部分小区采用单管跨越式。

2.2 冷热不均现象

笔者通过与换热站工作人员及住户的了解，发现热用户冷热不均现象非常严重，有的住户内温度达到26℃，而有的还不足16℃。出现此问题和几个原因有关：一方面这和采用了上供下回单管串联式的室内热水供暖系统有关，其实这种室内热水供暖系统本身没什么问题，前提条件是不同层室内散热器片数选择合理，还要供热总热量达到要求。但目前有很多楼五层住户与一层住户散热器片数一样，这也是导致顶层热，底层不热的原因之一。

2.3 供热管网常见现象

各小区室外管网大量裸露，保温损害严重，缺少维修保养。有些用户发现散热器温度较低时，习惯性地对散热器进行放水，这种现象在室外温度较低时较明显。

3 集中供热系统存在的问题分析

3.1 大流量、小温差运行

调研测试的3个换热站中，一二次网供回水温差普遍偏低，二次网温差平均值为11℃左右，具体分布情况见下表1:

表1

从此表可以看出，一次水温差低于100/70℃和30℃的设计标准，从而进一步影响了二次水的温度和流量参数。另外3个换热站3路分支二次网温差在20℃以下，只有矿里换热站二次网温差在20℃以上。很显然，一二次网目前都处于大流量、小温差运行状态。

3.2 存在严重冷热不均现象

经计算各换热站各分支采暖指标汇总如下表2：

表2

根据二次网的流量、供回水温差，计算出各换热站供热小区单位面积热耗。矿里换热站高于热耗指标55%以上，低于热耗指标20%以上的小区共有3个分支。从整个测试结果看，整个管网存在较严重的冷热不均现象。

3.3 输配系统存在的问题

循环水泵选型过大循环水泵的额定扬程为61mH2O，额定流量为240 m3/h，配用功率为55kw，额定效率为75%，两台水泵并联运行。根据公式计算得水泵实际运行效率约为58%。很显然由于循环水泵的额定扬程远大于实际所需，造成水泵工作点偏离高效点，直接导致水泵效率大幅度降低，管网处于大流量、小温差运行，使得输配系统的效率极大降低。

4 优化方案

4.1 针对系统冷热不均现象严重。根据测试的情况，可以看出，问题首先出在某些分支管路供应的总热量满足不了要求，因此，要解决此问题，首先保证各分支流量计计量准确性，根据分支所承担的供热面积合理分配二次水流量，以满足热负荷要求，同时每栋楼供暖主管安装自力式流量控制阀，避免近端用户截流，远端用户流量不足的现象，然后再计算各层的散热器散热片数是否和各层的热负荷一致。如总负荷满足了要求，还存在上热下冷的问题，那一定是上层安装了过多的散热器片数，占用了下层的热量。可以想办法减少上层住户内的散热器片数。

4.2 建议调小一次循环水流量，升高一次水供回温度，使其达到设计值100/70 °C。这样才能提高二次水的温度，为减小二次水的流量，提高二次水供回温差。

4.3 建议加强供热小区二级管网的连接密封，减少高温二次水的泄漏，将会节约大量热量和软化水，产生可观的经济效益。

4.4 完善温度、压力、流量计等仪表的安装，并对它们进行标定，使测量参数能准确反映实际运行工况。

4.5 完善自动监测系统，制定供热系统运行参数调节方案，根据室外温度参数的变化，调节供暖效果。最好采用质调节的方法，即通过调节供回水温度，不改变流量，这样调节简单，节能效果显著。在一次水管路上安装二次水温度控制器，这样能够根据气温的变化，调解进入板换的一次水流量从而达到调节二次水供回温度，使其满足用户需要。如气温高了，就可以减少一次水的流量，从而减少用汽，节省运行费用。通过自动监测，进行自动优化，为运行人员调节参数提供指导。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.030