浅谈城市集中供热管网平衡改造及循环水泵匹配问题

1、概述 
      石河子市位于天山北麓中段，属于典型的大陆干旱性气候，四季温差变化大，年均气温6.8℃，相对平均湿度65％，冬季采暖设计室外温度是－24℃，有历史记录最冷温度达到－39℃，设计热负荷为74W/m2，实际采暖期为180天。市区供热方式以热电联产集中供热为主，集中锅炉房为辅的热源供热方式，分布在城市东、西、南、北四个方向。东、西、南为城郊热电厂，城北为3×35MW区域锅炉房，四热源互为联络的供热格局，具有热源互补的优势。石河子市区现有供热面积1250万平方米已实现集中供热的面积为1100万平方米，实现集中供热率达到88％，居国内领先水平。

2、供热系统中存在的问题
      2.1  
      供热系统中水力失调是目前供热能耗较高的最主要原因，在供热管道设计、循环泵选型方面，设计人员设计往往以“宁大勿小”的原则套用设计规范，使热媒工况运行方式为大流量低温差，电能浪费严重，供热节能工作受阻。同时，在目前本地区供热收费方式是按住户建筑面积进行收费，居民的采暖节能意识淡薄。石河子市的供热规定室内温度18±2℃为达标温度，如果室温低于16℃，居民纷纷投诉。但室温高于22℃，居民便打开窗户，更换室内空气，浪费了大量的热能。采用设计流量运行时，靠近换热站的或流通阻力小的热用户流量较大造成室温较高，有的热用户可达到27℃以上，而远端末梢或系统阻力大的热用户室温则无法达标。供热部门为满足不热用户温度能够达标只能采用大流量方式运行。按设计规范要求，www.china-heating.com居民住宅的供热指标为65W/m2，设计供回水温差应在20－25℃，室内循环水量为每建筑平方米3升/时左右，然而实际运行方式是二次供回水温差在5－10℃，温差能达到15℃的都很少。循环水量平均实际上达到5－8升/时。企业在面临煤炭、生产资料、劳动力价格高涨的全球经济不景气的环境下，更应提倡节能降耗经济运行理念。急待解决供暖行业中存在的“大流量小温差”的冷热不均的不经济运行。
      2.2  
      循环水泵在设计中“宁大勿小”的理念深入部分设计人员的思想，往往在计算中套用上限叠加的办法，使得部分换热站循环泵扬程与实际需要扬程相差太大，电耗居高不下。我单位部分换热站循环水泵扬程50米，通过计算实际扬程只需要20－28米左右不等，水泵运行出口阀门不能全部打开，否则出现水泵电机过载现象。并且阀门节流阻力造成电能巨大浪费。由于设计习惯本地区大部分设计院对供热系统设计中循环泵出口的管路上均设计有止回阀，主要考虑担心离心泵反转。安装止回阀增加了系统的阻力的同时也增加了水泵的电耗量。

3.提出解决管网平衡及循环水泵更换的节能改造方案
      3.1  在热网系统上安装流量控制阀
      在集中供热系统二次管网中，改变供热行业中普遍存在的“大流量小温差”的不经济运行的办法主要是管网平衡改造，消除管道系统中的水力失调，把各热用户的循环水量控制在每建筑平方米3－4升/时范围之内。失调度（X＝实际流量/设计流量）降到X=0.9－1.1范围内，使得水泵循环水量自然下降，实现大幅度节电。经过调研我单位对市区13小区换热站二次管网系统安装了自力式流量控制阀。自力式流量控制阀可起到自动恒定流量作用，解决系统冷热不均、近热远冷的现象。从而降低供热成本、提高供热质量。为供暖系统实现最优化的质、量联合调节提供可靠保证，将系统流量按照面积平均分配给各热用户，达到整体平衡为市民安定生产、生活提供可靠保障。安装完毕后，通过供热面积的大小进行流量调节设定，在以后的供热中不再耗费大量的人力进行调节。

      3.2  选择适合的循环水泵
      13小区换热站原有循环泵四台，电机功率：45kW；流量：200立方米/小时；扬程：50米。运行方式供热初期及末期启动三台循环泵，冬季最冷时间约两个月的时间需要同时启动四台循环泵。配合外管网的平衡改造通过计算和数据分析决定对现系统四台45kW泵进行更换，