分布式变频供热系统网路压力工况分析

0 引 言

传统供热系统运行中会出现管网近端用户资用压力大，流量过多；远端用户资用压力小，流量过小，最终会出现系统水力失调，用户冷热不均，采取措施就是采用调节阀消除近端用户的资用压力，会产生无功电耗[1].分布式变频供热系统，在热用户侧设置与热源循环泵相串联的多级泵系统，每个热用户按需从管网提取热量，特别是出现热用户分布较分散，管网各环路阻力相差悬殊时，可以采用该系统[2]，该系统原理图见图1.

城市轨道交通换乘车站杂散电流防护与接地方案研究………………………………………………………… 杨庆（8-81）

  

图1 分布式变频泵供热系统原理图1-锅炉；2-热源泵；3-换热器；4-均压管；5-用户泵；6-二级用户泵

在分布式变频供热系统的实际工程中，有时会出现大面积串气现象，以致被迫停运，主要原因是对该系统的压力工况分析不足[3]；本文结合工程案例，绘制水压图，对二级泵系统进行管网运行、停止时的压力工况分析，以期获得一些有益的结论.

1 压力工况分析

1.1 案例简介

锅炉房内有2台12.6 MW的燃气热水锅炉，供水、回水温度为110/50 ℃；供热面积34.3万平方米，热耗指标65 W/m2,供热半径为3.8公里，下设5个换热站[4].

粘虫又叫行军虫，其幼虫主要是以玉米叶片为食，属于群集性害虫，在爆发初期啃食叶片造成叶片缺失，由于粘虫的杂食性较强，若不能得到有效控制而大规模爆发时，会将整亩田地玉米苗株茎叶啃食干净，造成绝收。

1.2 管网设计及设备选型简介

案例模拟条件：当地势平坦时，换热站内用户泵设在供水管上或设在回水管上；当地势高差大、锅炉房设低处时，换热站内用户泵设在供水管上或设在回水管上；当地势高差大、锅炉房设高处时，换热站内用户泵设在供水管上或设在回水管上.

  

图2 集中供热一次管网图注：R-换热站

热网主干线选取：锅炉房-R3-R4-R5，平均比摩阻控制在30-70 Pa/m，支干线及支线按允许压降确定管径[5]；集中供热一次管网见图2.

结合企业集团战略性成本管理工作的分析可以发现，成本控制通常会关注战术执行层的状况，也就是在战术层中通过降低成本，对企业集团的成本进行控制。但是，对于好的成本控制结构而言，不仅需要结合企业运行状况，进行总体战略意图的分解，确定分层控制管理内容，而且也需要在事中控制以及事前控制中，进行管理工作的构建，以保证成本控制工作的合理性，这些目标是一些企业无法实现的。

(2)设备选型.

(2)当地势高差大、锅炉房设在低处时，网路压力工况分析.

在教学中首先应该注意的就是要转变幼儿的学习方式。声势教学能够打破传统的教学观念，避免幼儿在学习中感到枯燥，让幼儿以一种轻松的心情去学习，不会感到累，也不会有负担，这样才能够让幼儿愿意学、喜欢学，同时也保证教师完成自己的教学内容。

 

表1 热源循环泵流量、扬程

  

流量、扬程选型台数选型说明G=1325m3/hH=27mH2OHPK⁃S型热水循环泵3台(二用一备)流量：不低于系统的总设计流量；扬程：热源锅炉房循环管路的阻力，包括：锅炉阻力、除污器阻力、锅炉至零压差控制点之间管线阻力损失；

 

表2 主干线上换热站内用户泵流量、扬程

  

换热站序号用户泵流量扬程换热站序号用户泵流量扬程选型说明R1G=190m3/hH=55mH2OR4G=184m3/hH=62mH2OR2G=618m3/hH=65mH2OR5G=95m3/hH=67mH2OR3G=238m3/hH=58mH2O流量：满足热用户换热站流量；扬程：H=H1+H2+H3；H1⁃零压差控制点到换热站的主干线的阻力损失；H2⁃换热站分支管路的阻力损失；H3⁃换热站的阻力损失，取10mH2O；另外考虑5%的附加量[1]；台数：2台，一用一备；

1.3 绘制网路水压图及网路压力工况分析

(1)管网设计.

（1）冷料冷补。冷料冷补技术属于应急性修补工艺，先将坑槽病害开槽成型，再将松散物、淤泥或灰尘清理洁净，最后倒入冷补料并压实[3]。该技术的冷补料可以长期贮存，坑槽修补快捷方便，但存在修补寿命较短，冷补料价格偏高等不足，不宜作为全线日常修补技术。

神经母细胞瘤为儿童最常见的颅外交感神经节恶性肿瘤，占儿童恶性肿瘤的8% ～10%，由未分化的交感神经细胞组成，为发育中的脊髓外层迁移过来的神经母细胞或原始神经嵴细胞衍化而成［7－8］。神经母细胞瘤生长迅速，转移较早，恶性程度高，发病率为1/10万，临床特点多样性，大部分患者治疗后容易复发转移，预后不良，肿瘤外科的根治性手术不能清除所有的癌细胞［9－10］。因此如何应用化学和生物学的方法诱导神经母细胞瘤分化、逆转、消退已成为该领域研究的热点问题［11］。

(1)当地势平坦时网路压力工况分析.

图3为用户泵设在供水管上的水压图；图4为用户泵设在回水管上的水压图.

 

  

图3 二级泵设在供水管的网路水压图注：(1)R1(4、9—换热站1，锅炉房地面标高00m，换热站水系统最高点的相对标高49m；(2)j1-j1初步确定的静水压线；(3)j-j最终确定的静水压线；图4 二级泵设在回水管的网路水压图注：(1)R1(4、9—换热站1，锅炉房地面标高00m，换热站水系统最高点的相对标高49m；(2)j1-j1初步确定的静水压线；(3)j-j最终确定的静水压线；

初步静水压力线确定：由于地势平坦，设定锅炉房热源泵入口与网路水系统最高点静水柱5.2m，考虑到热源供热参数为110℃/50℃运行，110℃水汽化压力4.6mH2O，另外考虑3-5mH2O富裕度，可以确定静水压力为15mH2O，静水压力线为j1-j1.

若热源循环水泵入口为初步静水压力，绘制水压图后，发现部分供水管动水压线和个别换热站供水支管线处在初步静水压力线之下，会出现汽化、倒空的现象，需要调整静水压力线为j-j.网路压力工况分析见表3.

 

表3 网路压力工况分析

  

水泵工作条件压力工况分析停运 用户泵设在供水管上，网路系统压力33mH2O；设在回水管上，网路系统压力43mH2O；运行 用户泵设在供水管上，静水压力线为33mH2O；设在回水管上，静水压力线为43mH2O； 用户泵设在供水管上或回水管上，网路最低压力点为15mH2O，最高压力点是换热站R5用户泵出口处82mH2O； 用户泵设在供水管上，R5换热器入口压力为82mH2O；用户泵设在回水管上，R5换热器出口压力为15mH2O．

本案例采用定零压差点控制方式，在锅炉房接外网的供回水干管之间设均压管作为零压差控制点.

初步静水压力线确定：地势高差达50米；锅炉房热源泵入口与网路水系统最高点静水柱52m，考虑到热源供热参数为110℃/50℃运行，110℃水汽化压力4.6mH2O，另外考虑3-5mH2O富裕度，可以确定静水压力为62mH2O，静水压力线为j1-j1.

选取热源循环水泵入口作为定压点，针对不同的模拟条件绘制水压图[6]；当用户泵设在供水管上时，以换热站R1为例，水压图说明：o-零压差控制点；ab-供水支管路阻力损失，bc-二级用户泵扬程，cd-换热站内阻力损失，de-回水支管路阻力损失.

图5换热站内用户泵设在供水管上；图6换热站内用户泵设在回水管上.

热源泵的选型见表1，换热站内用户泵的选型见表2.

为防止出现汽化、倒空现象，需要调整静水压力线为j-j.网路压力工况分析见表4.

 

表4 网路压力工况分析

  

水泵工作条件压力工况分析停运 用户泵设在供水管上，网路系统压力80mH2O；设在回水管上，网路系统压力90mH2O；运行 用户泵设在供水管上，静水压力线为80mH2O；设在回水管上，静水压力线为90mH2O； 用户泵设在供水管上或回水管上，网路最低压力点为62mH2O，最高压力点是换热站R5用户泵出口处约130mH2O； 用户泵设在供水管上，R5换热器入口压力为130mH2O；用户泵设在回水管上，R5换热器出口压力为62mH2O．

 

  

图5 二级泵设在供水管的网路水压图注：(1)R1(17)—换热站1，锅炉房地面标高00m，换热站水系统最高点的相对标高17m；(2)j1-j1初步确定的静水压线；(3)j-j最终确定的静水压线；图6 二级泵设在回水管的网路水压图注：(1)R1(17—换热站1，锅炉房地面标高00m，换热站水系统最高点的相对标高17m；(2)j1-j1初步确定的静水压线；(3)j-j最终确定的静水压线；

(3)当地势高差大、锅炉房设在高处时，网路压力工况分析.

图7换热站内用户泵设在供水管上；图8换热站内用户泵设在回水管上.

 

  

图7 二级泵设在供水管的网路水压图注：(1)R1(5)—换热站1，锅炉房地面标高00m，换热站水系统最高点的相对标高5m；(2)j1-j1初步确定的静水压线；(3)j-j最终确定的静水压线；图8 二级泵设在回水管的网路水压图注：(1)R1(5)—换热站1，锅炉房地面标高00m，换热站水系统最高点的相对标高5m；(2)j1-j1初步确定的静水压线；(3)j-j最终确定的静水压线；

初步静水压力线确定：地势高差达50米，锅炉房设在高处，锅炉房热源泵入口与网路水系统最高点静水柱5m，考虑到热源供热参数为110℃/50℃运行，110℃水汽化压力4.6mH2O，另外考虑3-5mH2O富裕度，可以确定静压线为15mH2O，静水压力线为j1-j1.

为防止出现汽化、倒空现象，需要调整静水压力线为j-j.网路压力工况分析见表5.

左达把钢筋扔掉，道：“干什么？我还要问你呢，我以为你是要债的，差点把你杀了。嗯，怎么是你？我约的可是张仲平，他人呢？”

 

表5 网路压力工况分析

  

水泵工作条件压力工况分析停运 用户泵设在供水管上，网路系统压力33mH2O；设在回水管上，网路系统压力43mH2O；运行 用户泵设在供水管上，静水压力线为33mH2O；设在回水管上，静水压力线为43mH2O；用户泵设在供水管上或回水管上，网路最低压力点为15mH2O，最高压力点是换热站R5用户泵出口处82mH2O；用户泵设在供水管上，R5换热器入口压力为82mH2O；用户泵设在回水管上，R5换热器出口压力为15mH2O．

3 结 论

通过上面分析，可以获得如下结论：(1)对于分布式变频供热系统水力计算完毕必须绘制网路水压图，正确分析系统停运、运行时的压力工况，避免系统出现汽化、倒空现象；(2)系统运行时，用户泵设在供水管或回水管上，网路最低压力点、最高压力点均相同，这说明在选取管材工作压力时可不予考虑用户泵位置；(3)系统运行时，用户泵设在供水管或回水管上，换热器的运行压力差别显著，若用户泵设在回水管上，换热器运行压力小得多，因此应该优先选取.

参 考 文 献

[1]中国建筑标准设计研究院.分布式冷热输配系统用户装置设计与安装(图集：13K511)中国计划出版社

[2]《城镇供热系统节能技术规范》(CJJ/T185-2012)

[3]石兆玉.供热系统复杂工况的定压.区域供热.2014(1)：1～5

[4]殷翔,尹卫良.分布式变频系统实施案例[DB].会议论文.万方数据库

[5]《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010)

[6]卢春萍,王云雷.分布式变频泵供热系统的设计探讨.河北建筑工程学院学报