1、某小区供热管网系统热平衡改造及热力问题分析【摘 要】本文对某小区供热管网系统进行分析，在充分考虑因其建筑物特殊性供热需求及系统运行节能、计量、安全基础之上，提出了热网及热力站内系统改造方案并进行设计、实施，重点加强了热网的热力平衡和平衡阀的设置。对运行现状归纳了存在的问题并分析了问题产生的原因。 【关键词】建筑特殊性；水利失调；平衡阀；热力分析改造 一、前言 目前，旧有区域供热管网系统中普遍存在着水力工况失调现象，从而造成了各采暖建筑物之间的室内温度偏差大，冷热不均。近端用户往往资用压头过大。随着节能要求的提高，在区域供热管网系统中准确调节流量愈来愈重要。普通阀门有一定的调节能力，但由于其调节
2、性能不好且不准确，常常给运行管理带来极大的不便。所以，平衡阀的应用很关键。 二、小区供暖存在的问题及分析 1.小区供暖概况 该小区建筑为单体别墅 38 栋（76 户） ，分为 A、B 两户型，A 户型建筑面积 297.06，有 50 户；B 户型建筑面积 260.28，有 26 户。建筑为非节能建筑，外墙无保温。小区采暖除 76 户别墅外，还有办公楼两座（处于距热力站很近的位置） 。小区原设计：供回水温度为 95/70，A户型采暖热负荷 33KW ， B 户型 28KW，折合热指标为 143W/。办公楼分别为 229KW 和 48KW。别墅每户采暖系统为下供下回双管系统，采用钢制高频焊翅片管散
3、热器（厨房、卫生间为板翼 560 型） ，采暖入口资用压力 0.02MPa。小区采暖外网为暖沟敷设，由热力站 DN150 主管径分 4 条支线，管径逐渐递减，入户管径均为 DN40。别墅在管道两侧均匀分布。但实际情况是开发商只负责将供暖管道接入户内地下，用户自行负责自家采暖，自行施工。所以每家采暖型式不同，有地暖有片暖，甚至两者混装；系统有同程有异程；散热器串、并联都有；有的用户散热器串联组数过多和一组散热器片数过多。各用户热力入口处供、回水管上只各安装一个闸阀。 2.存在问题 该小区于 2007 年并入我公司集中供热，小区采暖用户不足 12 户，集中供热为热力首站大网循环泵运行各小区直供型式
4、，热水为 75/55低温水，供热效果尚且。 随着集中供热面积的大幅度增加，2008 年集中供热采用了低真空与分布式变频相结合的直供方式，热水为 65/50 低温水。该小区采暖用户增至 20 户，热力站内一次泵 43.3t/h，24m，5.5KW；二次泵45t/h，16m，4KW，供热效果一般，出现用户冷热不均现象，后将站内水泵更换为一次泵 86.5t/h，24m，11KW；二次泵 89t/h，16m，7.5KW，效果有所改善。 2009 年该小区采暖用户增加至 32 户，出现如下问题： 1）小区大部分用户供暖房间温度不达标（18） 。 2）近端用户采暖效果相对远端稍好，而管网末端进、出口无压差
5、。 3）热力站二次管网进、出口压差仅 6-7 米，提不上来。 后又更换站内水泵：一次泵 150t/h，28m，18.5KW；二次泵160t/h，20m，15.2KW，效果改善甚微。 3.问题分析 通过对小区二次网重新水利计算与热量校核：若满足原设计的热负荷需求，那么在集中供热低温水供暖的情况下，小区别墅流量： 办公楼流量： 在小区满热负荷情况下，流量合计约 153t/h，比集中供热设计流量82 t/h 增大近 1 倍。 从以上计算也可看到，小区出现以上供暖问题，主要有如下原因： 1）小区建筑耗热量大，实际供暖流量相对小区原设计耗热量需求的流量相比严重不足。 2）各户采暖系统形式不一，阻力不等，
6、而入户又没有好的调节手段。3）管网出现严重失衡现象，造成热水大部分走近端用户，末端流量小，管网压差小，末端无压差。 三、系统改造 针对以上问题及分析，我公司在 2010 年供暖前期对系统进行了改造。1.热力站改造 如果按照小区原设计要求为满足单体别墅的采暖负荷，管网流量成倍增大，主管网比摩阻达到约 523P/m，对管网安全、经济运行都不利，且水泵的电机功率增大受到小区电容量的限制无法实现。于是，在用户室内达标温度的基础上重新定义小区热负荷并在相应流量下进行水利计算。管网阻力损失为 18.5 米，热力站内损失 5 米，最远端用户内部损失取 3 米，水泵扬程取系数 1.1，那么二次网水泵扬程为 3
7、0 米。对站内一、二次水泵进行了调整，一次泵 100t/h，32m，15KW；二次泵93.5t/h，28m，11KW。 2.小区管网改造 将小区分支井、各入户阀门全部更新；除系统末端 10 个用户外其余用户入户回水管 上均加装压差式平衡阀及压力、温度测试点。 平衡阀是供热管网中不可缺少的重要部件，正确、合理地应用平衡阀，对管网系统的正常运行有非常重要的意义。 自力式压差控制阀不需外来能源依靠被控介质自身压力变化进 行自动调节，自动消除管网的剩余压头及压力波动引起的流量偏差恒定用户进出口压差，有助于稳定系统运行，特别适用分户计量或自动控制系统中。 四、实际运行及效果 2010 年该小区实际采暖
8、50 多个用户。通过压差式平衡阀的调节，小区近端用户设定资用压力 1-2 米，较远端 2-3 米，末端不设平衡阀。通过入户阀门进行流量的调节。在运行稳定后对管网进行了等距阶段的静压测量，水压图正常。 由于小区管网管道存在严重质量问题，供水压力只能控制在0.37MPa，通过站内均压管的调节加大二次网的混水量来拉大二次管网压差，其必须12 米，否则系统末端用户无压差或很小，无法满足用户压力损失需求。但由于混水量大，使二次供水温度比一次供水温度低 7-8，二次供水温度一般在 5258。实际供热效果较之往年有较明显改善，小区供热管网基本趋于平衡，末端用户有 2m 压差可正常循环。小区所有地暖室内温度均
9、达标，采暖费全部收上；片暖用户虽散热器均热，单室内温度不理想， 五、现场问题分析及后期改造设想 片暖用户室内温度不达标，分析为供给热量无法满足其建筑物耗热量所导致，即供水温度低，要想提高供水温度目前的方法就是减少混水量，这样二次网压差减小，末端用户无压差无法正常循环；况且由于小区内片暖、地暖混装，供水温度最高又不能60，受到多方面的制约。 从以上分析可以初步判断热力站内的水泵选择与小区实际运行状况匹配还不很理想；管网的平衡还需进行细致的调节，必要时需对近端用户加装调节阀来细致的调节流量；小区片暖和地暖的混合现状对系统运行调节、效果造成很大影响。用户改装采暖设施是不现实的，只有对小区二次管网进行
10、大改，将小区的片暖、地暖用户分为两个独立系统运行，这样可易于系统调节与管理。 六、 总结 1.该供热管网系统改造后的运行效果证明水力平衡的计算及分析结果是正确可靠的，为今后热网的平衡积累了一定的经验。 2.平衡阀是热力管网平衡的有力工具，借助于平衡阀可以实现水力平衡的量化。 3.对于旧有非节能建筑例如该小区的特定单体建筑，由于实际情况与原设计的较大背离，整个系统的热负荷、水利计算、设备选择是否合理都需要认真复核、校对。 参考文献： 1贺平，孙刚， 供热工程. 2刘军，平衡阀在建筑节能中的应用. 3陆耀庆.实用供热空调设计手册. 4城市热力网设计规范（CJJ34-2002）. 5供热计量技术规范（JGJ173-2009.
