浅析山坡地形低温热水直供热网系统的运行调整

刘壮

摘 要：北票发电厂供热运行二班所辖2号、3号、4号热网因受山坡复杂地势、老城区管网布局等外部因素限制制约，造成了供热二次管网高差大，供热半径长等问题。鉴于这方面的问题在国内供热网络系统设计中比较常见，且严重影响了供热网系统发挥重要作用。所以，提高供热网系统的稳定性，为供热网系统在山坡地形低温热水系统中的应用发挥作用，成为当下需要亟待解决的问题之一。本文基于大高差低温地税直接供热系统的特点，探讨供热网系统的定压问题，并提出解决管网平衡问题的有效措施，从而确保供热网系统安全稳定运行。

关键词：供热网系统；特点；措施

中图分类号：TU995 文献标识码：A

北票发电厂供热运行二班所辖2号、3号、4号热网因受山坡复杂地势、老城区管网布局等外部因素限制制约，造成了供热二次管网高差大，供热半径长等问题。为降低燃煤成本和环保污染，运行人员采取了合理调整管网走向，有效降低了竖向的垂直高差；在供热系统主回水管道加装减压阀，在二次系统中采用（自力式流量控制阀）、（自力式压差控制阀）以及动态流量平衡阀，有效地提高了管网自动调节水力平衡的能力。本文基于大高差低温地税直接供热系统的特点，探讨供热网系统的定压问题，并提出解决管网平衡问题的有效措施，从而确保供热网系统安全稳定运行。

一、大高差低温热水直接供热系统的特点

北票发电公司是热电联产机组，其中4号热网为我厂4号机采用凝汽器循环水加热所带的低温直供管网；供热面积64万平方米；供水温度50℃（规程规定凝汽器出口温度不得高于55）；供热外网主管径DN600；厂内热网首战运行时供水压力0.78MPa（原来运行压力0.87后经过调整降低为0.78）供热半径3140m（城镇管网大致总长度）；运行期管网流量2400t/h（原运行流量为3400t/h后采取在回水主管道分段安装减压阀、安装流量调节阀等设备进行量调节使管网流量降低到2400t/h）；地势差80.5m（厂内热网首战海拔高度166.9米4号网最高点黄金公司海拔高度247.4m）。而在实际运行过程中，大高差对供热系统会形成非常重要的影响作用。本文结合本外管网工程对大高差问题进行讨论：

（一）大高差对供热系统的影响

在供热系统运行过程中，当因高差产生的重力附加压差超过管道阻力10%时，就需要考虑重力附加压差的影响。而判断附加压差的影响，就需要准确界定管网的坡度值，根据管网设计的供回水温度和管道局部磨采利等因素进行计算。首先，在对水力进行计算的时候，不考虑附加压差，但需要在计算循环水泵扬程时计入最大值；其次，适当考虑对管段比摩阻的增减；最后，对于差压控制器的选择，需要对其适用范围进行重复的核算，直至符合管网运行的需求，只有这样才能减小大高差对供热系统的影响，从而真正实现低温热水直接供热网系统正常运行的重要目标。

（二）大高差供热系统水力失调的特殊性

与一般供热系统相比，大高差供热系统除存在不平衡因素造成的管网不平衡，还存在重力附加压差所造成的系统不平衡。因此，山坡地形对于大高差供热系统的应用，还需要考虑重力附加问题。并且在计算重力附加压差的同时，还需要在运行过程中进行适时调节，主要是因为大高差供热系统还会随着水温与设计工况的变化，导致系统不平衡率上升。根据对大高差供热系统的实践应用经验可以看出，可以采用动态平衡阀解决系统水力失调的问题。

（三）采取的措施

根据低温热水直接供热网系统在实际中应用的經验可以看出，重力附加是影响系统平衡的重要因素。因此，为保证系统平衡，促使系统安全、稳定运行，还需要根据供热系统运行特点采取有效措施，根据山坡地形的高度，对于管网的布置和走向，尽量降低压差，减少附加压差对系统的影响，从而最大限度地提高系统的安全性和稳定性。

二、定压问题

山坡地形低温热水直接供热系统定压补水的主要目的是，促使系统处于任何状态都可以充满水，避免系统倒吸入空气。值得注意的是，山坡地形低温热水直接供热网系统对于定压系统的应用，首先必须根据定压点位置的不同，将定压方式分为回水定压、出水定压、旁通管定压3种方式。主要是因为这3种定压方式各有优缺点，根据实际需要选择合适的定压方式，就可以保证定压在供热系统中充分发挥重要作用。

三、管网平衡问题

（一）系统水力失调形式及消除方法

山坡地形中使用的低温热水直接供热系统，其系统水力失调一般可以分为静态失调和动态失调两种。其中，可以用静态平衡阀或动态平衡阀来解决静态失衡的问题；而供热系统中的动态失衡是随机性、变化的，所以解决这一问题，就需要改变局部流量，并充分发挥出动态平衡阀的重要作用。与静态平衡阀进行相比，动态平衡阀具有显著的优势，它可以避免烦琐的人工调试，且可以保持系统运行的安全性和稳定性。

（二）系统的运行调节方式与自力式调节阀的选择

对于供热运行系统的调节，不能采用自力式流量控制阀和自压力式控制阀。主要是因为这两种阀对于运行方式的调节是通过改变水量来实现的，对于这两种阀的采用，会造成部分供热系统无法达到流量需求。所以，在供热系统中对于自力式调节阀的合理选择具有十分重要的意义，它关系到供热系统调节的是否合理，对于供热系统的正常运行会形成重要影响作用。

四、运行情况简介

北票发电4号供热管网原名为“供热南网”，1994年厂内建设4号机组后改名为4号热网，由厂内4号机凝汽器循环水直至用户，并有4号机6段抽气所带尖峰加热器一台。热网运行周期152天（供暖期天数）供热面积64万平方米，平均供水温度47℃，流量2400t/h～2500t/h，城镇管网总长度约3140m，高差80.5m，海拔206m处设有中继泵站安装两台流量2000t/h 扬程72m的升压泵与厂内热网首站循环泵串联运行冬季供暖时一台运行一台备用，用户端建筑内多采用供水双管同程的一户一阀布置。供热管网运行正常，没有出现裂缝漏水现象，所以山坡地形低温热水直接供热网系统运行效果处于理想状态。

结论

（1）山坡地形低温热水直接供热系统中采用自力式流量控制阀、自力式压差控制阀等，可以有效提高系统的平衡能力。但由于动态平衡阀自身阻力过大，不宜在末端使用。

（2）低温热水直接供热系统的管网分为高、低区两个系统，对于这两个系统的区分，既可以保证管网走向准确，又可以有效降低垂直高差，为供热系统安全性和稳定性提供保障。

总之，低温热水直接供热系统在山坡地形的使用，既是一个成功的尝试，也很好地解决了山坡地形的供水供热问题，对于工程进一步发展发挥出了非常重要的作用。

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