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供热系统热力运行设计参数的系统选择分析与探讨

新闻时间:2021-03-29 文章来源: 文章作者:ztcjjt

供热系统在运行前制定运行调节曲线(表)时,必须首先确定“运行设计参数”。实践证明,这个“运行设计参数”和采暖系统设计时的“设计参数”是不一致的。本文通过多方面的论证和分析,探讨了二者之间的差别,提出了如何确定“运行的设计参数”即:“最佳供、回水温度”和“最佳供、回水温差”的方法,供广大技术人员在实际工作中参考。
一、前言
各种类型的集中供热系统的设计都是由二部份组成的:一部份是供热系统的热源、热网和热力站的设计,另一部份是热用户室内采暖系统的设计。通常二部份的设计是由二个设计部门分别完成的。因此,二部分的设计参数是分别选定的,但二部份又是相互关联的。在系统运行时,二种参数是否能和谐一致而不发生冲突,还是一个未知数。
因此负责运行的工程技术人员必须清楚地认识到这一点。在制定运行调节曲线时不能硬套原设计参,应根据当地的实际情况,重新确定运行的设计参数,才能使整个热系统的各部份运行协调一致,才能做到在确保供热质量的前提下,最大限度地节约能源和人力资源。

首先我们必须弄清设计参数和运行参数不一致的原因是什么,在以前的供热实践中是怎样处理的,有哪些成熟的经验。然后再通过理论分析和计算,分别制定出二部分的“运行设计参数”,再到实践中去检验和修正,最终制定出适合当地情况的、经济合理的最佳参数,即:室外气象达到当地设计工况时,供热系统的热源、一级网、热力站、二级网及热用户采暖系统的最佳供.回水温度和最佳供回水温差。
各地热力公司负责运行的工程技术人员、和一些国内知名专家,在多年的实践和理论研讨中基本解决了这些问题。现总结出来,供大家进一步探讨和引起充分的重视。

二、关健问题是:室内采暖系统“设计参数”的差别
实践证明:室内采暖系统在室外气象达到设计工况时,各地实际的供、回水温度都远远低于采暖的设计参数(95℃/70℃),而且实际供回水温差也小于采嗳设计的25℃温差。其主要原因是:
1.在采暖设计时选用的散热器的传热系数是在特定的条件下通过实验测定给出的(详见“采暖通风设计规范”GBJ19-87第3.3.6条说明)。它比使用条件下的实际传热系数要小。因此,实际供、回水温度必须低,否则室温就会超标(经实践验证:二者相差1.1~1.2倍)。
2.采暖设计的热负荷普遍都大于实际的热负荷。
以平均热指标为例:设计热指标一般取每平米58W,而各地多年的实践证明:实际运行时建筑物的平均热指标只有40W左右。因此.实际供、回水温度和温差都小于设计参数。
3.采暖系统设计时的水力计算:由于受到钢管型号等因素的制约,不可能做到绝对平衡;而且还受到安装和使用条件等因素的影响,当系统的循环水量采用25℃设计温差计算的结果时,就会同时产生水力失调和热力失调。

三、在设计和运行时如何处理二者的关系
由以上三点的分析又带来了一个关健性的问题:如何处理好二者之间的关系?
是否应该在采暖设计时就降低设计参数、同时修正散热器的传热系数和热负荷计算?
由于设计规范、设计模式和设计习惯等多方面的原因,目前这种做法是行不通的。

通常比较现实的做法是:
1.设计部门仍按以前的设计方法进行采暖设计。
2.负责运行的工程技术人员在供热系统运行时,再根据当地的实际情况和多年的运行数据,重新选定“运行的设计参数”;再以此绘制出运行调节曲线(表)。
也就是说:指导采暖系统运行的调节曲线不能用“采暖设计参数“制定,否则就会使设计与实际相脱离,无法指导供热运行。
因此,实践中就产生了“运行设计参数”的术语。实际它就是“供热术语标准”(Cjj55-93)中明确提出的:结合当地的具体情况和历年的运行实践,经技术经济分析所确定的设计条件下的“最佳供、回水温度”和“最佳供、回水温差”。
3.实践证明,目前条件下比较经济适用的制定“运行设计参数”的方法是:在降低“供、回水温度”的同时,适当缩小“供、回水温差”,加大循环水量。
一般把普通散热器采暖系统的“运行设计温差”降到15℃;而地板采暖降到7.5℃,在以此计算的循环水量和供水温度下运行,就会基本消除室内采暖系统的“水力失调”和“热力失调”。

四、室内采暖系统“运行设计参数“的参考值

综合各地情况,当室外气象达到设计工况时,室内采暖系统运行的参考值为:
1.普通散热器系统:
设计供水温度65℃(70℃~60℃)
设计回水温度50℃(55℃~45℃)
设计供回水温差15℃
2.地板采暖系统:
设计供水温度47.5℃
设计回水温度40℃
设计供回水温差7.5℃
注:以上只是参考值,各地必须根据历年供热情况和当地采暖系统的现状,进行适当地调整。据调查,各地调整的结果,多数都低于上面的参考值。但供回水温差不能再缩小,否则无法做到节能运行。

五、如何确定一级网的运行设计参数

一级网“运行设计参数”的确定,应考虑以下几点:
1.能确保二级网运行时达到用户采暖系统的“运行的设计参数”。
2.能适应热源和热力站设备的运行参数、适应热力站的运行方式。
如:热水锅炉、板式换热器、管式换热器、热泵换热机组;混水系统、间接换热系统等。
3.能确保管网安全运行,即:适应管网的保温情况和施工质量(最高耐受温度)。
4.能最大限度地实现节能运行,即:尽量加大供回水温差。

六、一级网“运行设计参数”的参考值
1.当供热系统是常规的热水锅炉的“间供系统”时:
供水温度:120℃~110℃
回水温度:60℃
供回水温差:60℃~50℃
2.当热力站是热泵换热机组的间供系统时:
供水温度:130℃
回水温度:20℃
供回水温差:110℃
3.当供热系统是小型区域锅炉房时:
供水温度:95℃
间供系统回水温度:55℃
混水系统回水温度:45℃
供回水温差:40℃~50℃
直供不混水系统:供、回水温度和温差与室内采嗳系统的“运行设计参数”相同。
注:必须同时对锅炉房热力系统进行改造,才能使锅炉在额定工况下运行。
4.当热源为高温汽水换热器系统时:
在管道保温材料允许的情况下,供水温度还可以提到130℃以上,供、回水温差可超过60℃。

七、探讨与思考
我们在供热设计、运行和技改的实践中,遇到过许多同本文探讨的题目类似的问题。

如:
1.“设计”与“运行”的偏差(如:设计参数等);
2.某些规范与工程实际的冲突(如:止回阀的设置等);
3.习惯的设计理念或传统的设计方式造成的能源浪费(如:水泵的选型与配置等);

对于这些问题我们必须用对事业负责的态度,科学的、实事求是的态度,认真地发现问题、分析问题,探讨解决问题的方法;必须解放思想、勇于突破传统观念的束缚,做到在设计阶段就能完全达到节能标准,不需要在运行时再进行第二次技术改造。这样,我们的供热事业才会尽快地赶上和超过世界先进水平。

以上建议和理念供大家研究、探讨、指正。--三水冷热能源投资有限公司(北京)供热技术研究院 刘卫东 乔晨晔 王魁吉

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