谈机械循环热水采暖系统常见故障及对策

2013-08-15高福春李悦龙

山西建筑 2013年25期

郑江高福春李悦龙

(1.华北石油管理局北戴河疗养院，河北秦皇岛 066100;2.中国石油华北油田公司华盛综合服务处，河北任丘 062552)

在华北油田矿区，采暖期从每年的11月15日至下一年的3月15日共4个月，为机械循环热水采暖系统，各综合服务处采暖系统均由高温循环系统和低温循环系统两部分组成。高温循环系统中，水在中心锅炉房经锅炉加热到所需要的温度，并经过循环水泵加压使水沿高温供水管流入到各小区换热站，由各换热站换热器将热传递给低温循环系统水后沿高温回水管返回锅炉。低温循环系统是在每个小区设有换热站，水经过换热器换得高温来水的热量后由循环泵加压运送到各用户，再由回水管返回换热站，这样，水不断地在系统中循环流动，形成一个闭式循环热水网，系统在运行过程中消耗的水量由补水泵将经水处理装置处理后的水从回水管补充到系统内。热水采暖系统具有热能利用率高、输送时无效热损失小、散热设备不易腐蚀、系统操作方便、运行安全等诸多优点，并被广泛应用于工业及民用建筑。目前，国家标准规定北方地区冬季室内采暖温度为16℃ ～24℃［1］，但在实际采暖系统的建设和运行维护中，我们遇到了各种原因造成了暖气不热的故障，下面谈谈机械循环热水采暖系统不热的常见故障及其排除方法。

1 系统水力平衡失调造成采暖不热

机械循环热水采暖系统循环泵的压头是用来克服系统阻力的，系统水力平衡的好坏是影响采暖效果好坏的关键，系统本身如果存在先天性水力平衡失调，那么，其运行中就会出现上热下冷现象。水力平衡失调常见的有水平失调和垂直失调两种形式。

1)水平失调主要表现为水平面上距离热源近端者用户热、距离热源远端者用户不热。

在华盛小区，46号～50号楼离换热站最近，每年采暖期这几栋楼室内温度都比较高，而1号～6号楼及25号，26号楼距离换热站最远，属于小区供热末端，居民经常反映室内温度较低，入户测试，末端这8栋楼在采暖期室内平均温度不到16℃，未达到标准温度。经现场查看分析，发现该小区采暖系统是随着住宅楼的逐年建设分步设计、分步施工的，没有一个整体统一的规划，各住宅楼的采暖支线均在原有采暖主线上接分支，这样就造成了管网水力平衡的失调，导致流入距换热站近端建筑物的水量过多，而流入距换热站远端建筑物的水量过少，虽经阀门调节，仍达不到平衡。针对这种情况，物业服务单位从换热站重新架空铺设了一根DN150管线专供末端8栋楼，并将其供回水干线系统改用先供后回式，在小区的每栋楼前供水支线上安装了平衡阀，便于调节流量，并根据经验，将距离换热站近的区域流量调小，距离远的区域流量调大，经改造后运行，这末端8栋楼室内温度比以前提高了，达到了标准温度。

造成这种水平失调的原因主要是在设计阶段，由于热源近端用户距离热源的管路路径短，其压力损失小，所需要的热媒也小，而距离热源远端用户热媒所经过的管路路程长，压力损失相对大些，所需热媒也较大，在设计时热负荷计算完成后，如果进行管网布置的流量分配不均衡，就会导致近热源端热媒的流量过剩，超出实际所需值，而远端用户热媒流量相对短缺，小于所需值，从而造成先天性水平失调。

防止产生此问题的对策:在设计阶段设计人员要全盘考虑，特别是分期建设项目主干线设计时，要认真听取建设方的建设规划，要将现有建设与规划建设结合在一起整体考虑，认真进行水力平衡计算，合理布置管网，正确选择各管的管径，对距热媒远端的用户管径适当放大，在余压过大的用户入口处安装手动调节阀或平衡阀等方便调节流量，以此来克服热网的水平失调。

2)垂直失调主要表现为在同一建筑垂直面上出现顶层过热而底层不热。

某办公楼为4层砖混结构，自建成最初几年的采暖期普遍反映顶层温度高，而1层温度达不到标准，通过现场查看，该建筑室内采暖采用上行下给式单管系统，室内散热片为铸铁散热片，散热效果应该较好，最初怀疑是堵塞问题造成一楼不热，通过多次疏通和排气后效果仍不明显，后来对一楼不热的房间增加了散热片，一楼采暖温度提高了。

以上是上行下给式单管采暖系统，在上行下给式双管采暖系统中也同样存在上下层流量分配不均、冷热不匀的现象。造成这种垂直失调的原因除了与水平失调有相同之处外，还有另外两个设计方面的原因:a.计算冷风渗透耗热量的时候，由于忽略了建筑物的热压作用，导致下层计算出的热负荷值比实际负荷值少，而上层的热负荷值比实际值多;b.在散热器片数计算时，单一的将房间的热负荷全部算作散热器的热负荷，而没有将室内供暖管道及其他附件的散热量考虑进去，这样，上层的供暖管道和散热片及其他附件合在一起的散热量比房间的热负荷要大，而当热媒流经上层管道及散热片等散热后流入下层房间时，由于未考虑室内热媒流经管道沿途的温降，下层散热片数量计算少，其表面温度低于实际需要值，导致上层房间温度过热，下层房间温度不热。

防止产生垂直失调问题的对策:设计时要将上下层的流量均衡分配，要充分考虑建筑物的热压作用来进行热负荷的计算;计算散热器片数时，要扣减建筑物内热媒所经管道沿途的散热量，并按水流方向上游舍去、下游进位的原则来处理散热器片数的取整问题;在室内系统每趟立管和散热器的入口支管上安装调节阀门来进行流量调节。

2 管道堵塞造成的采暖不热

某小区架空采暖干线施工中，采暖管为DN150钢管，由于管线较长，当天未施工完，施工人员也未及时将敞口处做临时封堵，夜间该小区经常有野猫出入，第二天便有居民反映在管道泄水管处听到有猫叫声，施工人员现场查看，发现猫钻进采暖胀力弯高处了，通过将管线割开，敲打管道驱赶等方法，最终将猫引出，避免了给建成后的采暖系统运行造成堵塞。

上面这种现象只是个例，但大部分堵塞主要是施工原因造成的，由于施工人员不注意，很容易将砂子、石子、废焊条、金属管废屑等落在系统管道内。另外，系统经过长期运行，金属管道、管件及阀门等内壁也会因腐蚀生锈产生锈渣脱落。这些砂石、废屑、锈渣等杂物在系统内长期积存，特别是在热媒流向改变处，如三通、弯头、变径等地方最容易产生堵塞，使热媒过流断面变小或完全堵死，造成系统循环不畅甚至停止循环，导致采暖失效。

防止产生此问题的对策:1)施工前加强防范，做好技术交底工作，要求施工人员具备良好的职业素质和责任心，在安装时及时清理管材、配件及设备内壁，要保证无泥砂、铁屑、锈渣及麻丝等杂物进入管道系统内，在施工完后要加强检查，当天未施工完的敞口管道要及时做临时封堵，以防猫、老鼠等小动物钻入系统管道内造成堵塞。在管线上开孔焊接分支管时，尽量将孔开到所需尺寸，避免洞口过小而人为缩小了热媒的过流截面。施工监理人员也应该做好关键部位、隐蔽工程的检查验收。管道系统在安装完成后要按规定进行系统清洗，将系统内的杂物清理干净。2)可在每个建筑采暖供水入口处设计安装除污器并定期进行清洗，这样可以减少干管内杂物进入室内较细的支管道内，以防发生堵塞。在华盛小区每栋楼的供暖干线入口处均安装了除污器，每年采暖期过后还进行了彻底清理，这些楼的堵塞现象也随之减少。另外，在垂直双管系统和单管系统的立管上也应设置检修阀门和泄水装置，方便维修时拆卸疏通。3)一旦出现这种堵塞故障，可先查找出堵塞点，再在堵塞处将管子断开，进行疏通或更换该管段。一般堵塞点处温度较其他点低，可用手摸查温度来判断，找到堵塞点后，将其两端带丝扣部分(如阀门、活接)用管钳卸开，清理干净堵塞处杂物或将该管段更换，系统就能正常运行了。

3 积气或空气塞造成系统不热

在采暖维修过程中，维修人员经常会遇到某一组散热器部分热、部分不热的现象，如果该组散热器末端安装了排气阀，只要将其打开，发现最初放出来的是气体，等气体放完了，随后放出来的水就慢慢变热了;在供暖运行初期，许多用户报修暖气不热，维修人员上门找到集气罐的放空阀，将里面积存的气体排出后水也慢慢变热了。

这种暖气不热的现象是因为系统内进入了空气缩小了管道水流通的截面积或积气严重时局部形成气塞造成了循环不畅，从而出现局部不热，影响正常的热水循环。

防止产生此问题的对策:

1)设计方面。a.系统内水的流速设计要满足气水同向流动，当水流速不小于0.25 m/s时，空气可以被水带走，使气体集中流向集气装置并排出，因此设计人员要以此数据作为参考。b.管线设计时应有一定的坡度，规范规定:i≥0.002，一般情况下宜采用i=0.003［2］，供水管上坡抬头走，回水管下坡低头走，这样，气泡能随水流的方向流动汇聚到系统最高点处，由最高点处的排气装置将空气排除。散热器支管的坡度应为1%，坡向应利于排气和泄水。c.合理设置排气装置。热水采暖系统中常用的排气装置可分为自动排气和手动排气两类。在供水干管最高点安装自动排气阀、集气罐或手动放气阀，散热器末端设置跑风等均可以自动或手动将聚集的气体排出。2)施工方面。施工人员应严格按图纸设计施工，不能将管线坡度随意变小甚至反坡。管道支架间距、数量应按规范要求设置，避免支架间距过大导致管线蹋腰积气。3)运行管理方面。供暖系统检修完成后在每年的采暖初期送水前，要先打开系统最高点的排气阀，冲水时先从系统下部开始，逐步向系统上部推进，水在注入的同时将空气挤走并从系统最高点的排气阀排出，直到整个系统管道充满水后将之前打开的排气阀关闭，从而减少系统积气的概率。