行業(yè)資訊
供熱系統(tǒng)熱力運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的系統(tǒng)選擇分析與探討
供熱系統(tǒng)在運(yùn)行前制定運(yùn)行調(diào)節(jié)曲線(表)時(shí),必須首先確定“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”。實(shí)踐證明,這個(gè)“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”和采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的“設(shè)計(jì)參數(shù)”是不一致的。本文通過多方面的論證和分析,探討了二者之間的差別,提出了如何確定“運(yùn)行的設(shè)計(jì)參數(shù)”即:“最佳供、回水溫度”和“最佳供、回水溫差”的方法,供廣大技術(shù)人員在實(shí)際工作中參考。
一、前言
各種類型的集中供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是由二部份組成的:一部份是供熱系統(tǒng)的熱源、熱網(wǎng)和熱力站的設(shè)計(jì),另一部份是熱用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通常二部份的設(shè)計(jì)是由二個(gè)設(shè)計(jì)部門分別完成的。因此,二部分的設(shè)計(jì)參數(shù)是分別選定的,但二部份又是相互關(guān)聯(lián)的。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),二種參數(shù)是否能和諧一致而不發(fā)生沖突,還是一個(gè)未知數(shù)。
因此負(fù)責(zé)運(yùn)行的工程技術(shù)人員必須清楚地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。在制定運(yùn)行調(diào)節(jié)曲線時(shí)不能硬套原設(shè)計(jì)參,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,重新確定運(yùn)行的設(shè)計(jì)參數(shù),才能使整個(gè)熱系統(tǒng)的各部份運(yùn)行協(xié)調(diào)一致,才能做到在確保供熱質(zhì)量的前提下,最大限度地節(jié)約能源和人力資源。
首先我們必須弄清設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)不一致的原因是什么,在以前的供熱實(shí)踐中是怎樣處理的,有哪些成熟的經(jīng)驗(yàn)。然后再通過理論分析和計(jì)算,分別制定出二部分的“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”,再到實(shí)踐中去檢驗(yàn)和修正,最終制定出適合當(dāng)?shù)厍闆r的、經(jīng)濟(jì)合理的最佳參數(shù),即:室外氣象達(dá)到當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)工況時(shí),供熱系統(tǒng)的熱源、一級(jí)網(wǎng)、熱力站、二級(jí)網(wǎng)及熱用戶采暖系統(tǒng)的最佳供.回水溫度和最佳供回水溫差。
各地?zé)崃矩?fù)責(zé)運(yùn)行的工程技術(shù)人員、和一些國內(nèi)知名專家,在多年的實(shí)踐和理論研討中基本解決了這些問題?,F(xiàn)總結(jié)出來,供大家進(jìn)一步探討和引起充分的重視。
二、關(guān)健問題是:室內(nèi)采暖系統(tǒng)“設(shè)計(jì)參數(shù)”的差別
實(shí)踐證明:室內(nèi)采暖系統(tǒng)在室外氣象達(dá)到設(shè)計(jì)工況時(shí),各地實(shí)際的供、回水溫度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采暖的設(shè)計(jì)參數(shù)(95℃/70℃),而且實(shí)際供回水溫差也小于采噯設(shè)計(jì)的25℃溫差。其主要原因是:
1.在采暖設(shè)計(jì)時(shí)選用的散熱器的傳熱系數(shù)是在特定的條件下通過實(shí)驗(yàn)測定給出的(詳見“采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范”GBJ19-87第3.3.6條說明)。它比使用條件下的實(shí)際傳熱系數(shù)要小。因此,實(shí)際供、回水溫度必須低,否則室溫就會(huì)超標(biāo)(經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證:二者相差1.1~1.2倍)。
2.采暖設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷普遍都大于實(shí)際的熱負(fù)荷。
以平均熱指標(biāo)為例:設(shè)計(jì)熱指標(biāo)一般取每平米58W,而各地多年的實(shí)踐證明:實(shí)際運(yùn)行時(shí)建筑物的平均熱指標(biāo)只有40W左右。因此.實(shí)際供、回水溫度和溫差都小于設(shè)計(jì)參數(shù)。
3.采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的水力計(jì)算:由于受到鋼管型號(hào)等因素的制約,不可能做到絕對平衡;而且還受到安裝和使用條件等因素的影響,當(dāng)系統(tǒng)的循環(huán)水量采用25℃設(shè)計(jì)溫差計(jì)算的結(jié)果時(shí),就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生水力失調(diào)和熱力失調(diào)。
三、在設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)如何處理二者的關(guān)系
由以上三點(diǎn)的分析又帶來了一個(gè)關(guān)健性的問題:如何處理好二者之間的關(guān)系?
是否應(yīng)該在采暖設(shè)計(jì)時(shí)就降低設(shè)計(jì)參數(shù)、同時(shí)修正散熱器的傳熱系數(shù)和熱負(fù)荷計(jì)算?
由于設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)習(xí)慣等多方面的原因,目前這種做法是行不通的。
通常比較現(xiàn)實(shí)的做法是:
1.設(shè)計(jì)部門仍按以前的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)。
2.負(fù)責(zé)運(yùn)行的工程技術(shù)人員在供熱系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),再根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和多年的運(yùn)行數(shù)據(jù),重新選定“運(yùn)行的設(shè)計(jì)參數(shù)”;再以此繪制出運(yùn)行調(diào)節(jié)曲線(表)。
也就是說:指導(dǎo)采暖系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)節(jié)曲線不能用“采暖設(shè)計(jì)參數(shù)“制定,否則就會(huì)使設(shè)計(jì)與實(shí)際相脫離,無法指導(dǎo)供熱運(yùn)行。
因此,實(shí)踐中就產(chǎn)生了“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”的術(shù)語。實(shí)際它就是“供熱術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)”(Cjj55-93)中明確提出的:結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況和歷年的運(yùn)行實(shí)踐,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析所確定的設(shè)計(jì)條件下的“最佳供、回水溫度”和“最佳供、回水溫差”。
3.實(shí)踐證明,目前條件下比較經(jīng)濟(jì)適用的制定“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”的方法是:在降低“供、回水溫度”的同時(shí),適當(dāng)縮小“供、回水溫差”,加大循環(huán)水量。
一般把普通散熱器采暖系統(tǒng)的“運(yùn)行設(shè)計(jì)溫差”降到15℃;而地板采暖降到7.5℃,在以此計(jì)算的循環(huán)水量和供水溫度下運(yùn)行,就會(huì)基本消除室內(nèi)采暖系統(tǒng)的“水力失調(diào)”和“熱力失調(diào)”。
四、室內(nèi)采暖系統(tǒng)“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)“的參考值
綜合各地情況,當(dāng)室外氣象達(dá)到設(shè)計(jì)工況時(shí),室內(nèi)采暖系統(tǒng)運(yùn)行的參考值為:
1.普通散熱器系統(tǒng):
設(shè)計(jì)供水溫度65℃(70℃~60℃)
設(shè)計(jì)回水溫度50℃(55℃~45℃)
設(shè)計(jì)供回水溫差15℃
2.地板采暖系統(tǒng):
設(shè)計(jì)供水溫度47.5℃
設(shè)計(jì)回水溫度40℃
設(shè)計(jì)供回水溫差7.5℃
注:以上只是參考值,各地必須根據(jù)歷年供熱情況和當(dāng)?shù)夭膳到y(tǒng)的現(xiàn)狀,進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。據(jù)調(diào)查,各地調(diào)整的結(jié)果,多數(shù)都低于上面的參考值。但供回水溫差不能再縮小,否則無法做到節(jié)能運(yùn)行。
五、如何確定一級(jí)網(wǎng)的運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)
一級(jí)網(wǎng)“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”的確定,應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
1.能確保二級(jí)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)達(dá)到用戶采暖系統(tǒng)的“運(yùn)行的設(shè)計(jì)參數(shù)”。
2.能適應(yīng)熱源和熱力站設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、適應(yīng)熱力站的運(yùn)行方式。
如:熱水鍋爐、板式換熱器、管式換熱器、熱泵換熱機(jī)組;混水系統(tǒng)、間接換熱系統(tǒng)等。
3.能確保管網(wǎng)安全運(yùn)行,即:適應(yīng)管網(wǎng)的保溫情況和施工質(zhì)量(最高耐受溫度)。
4.能最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行,即:盡量加大供回水溫差。
六、一級(jí)網(wǎng)“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”的參考值
1.當(dāng)供熱系統(tǒng)是常規(guī)的熱水鍋爐的“間供系統(tǒng)”時(shí):
供水溫度:120℃~110℃
回水溫度:60℃
供回水溫差:60℃~50℃
2.當(dāng)熱力站是熱泵換熱機(jī)組的間供系統(tǒng)時(shí):
供水溫度:130℃
回水溫度:20℃
供回水溫差:110℃
3.當(dāng)供熱系統(tǒng)是小型區(qū)域鍋爐房時(shí):
供水溫度:95℃
間供系統(tǒng)回水溫度:55℃
混水系統(tǒng)回水溫度:45℃
供回水溫差:40℃~50℃
直供不混水系統(tǒng):供、回水溫度和溫差與室內(nèi)采噯系統(tǒng)的“運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)”相同。
注:必須同時(shí)對鍋爐房熱力系統(tǒng)進(jìn)行改造,才能使鍋爐在額定工況下運(yùn)行。
4.當(dāng)熱源為高溫汽水換熱器系統(tǒng)時(shí):
在管道保溫材料允許的情況下,供水溫度還可以提到130℃以上,供、回水溫差可超過60℃。
七、探討與思考
我們在供熱設(shè)計(jì)、運(yùn)行和技改的實(shí)踐中,遇到過許多同本文探討的題目類似的問題。
如:
1.“設(shè)計(jì)”與“運(yùn)行”的偏差(如:設(shè)計(jì)參數(shù)等);
2.某些規(guī)范與工程實(shí)際的沖突(如:止回閥的設(shè)置等);
3.習(xí)慣的設(shè)計(jì)理念或傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式造成的能源浪費(fèi)(如:水泵的選型與配置等);
對于這些問題我們必須用對事業(yè)負(fù)責(zé)的態(tài)度,科學(xué)的、實(shí)事求是的態(tài)度,認(rèn)真地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,探討解決問題的方法;必須解放思想、勇于突破傳統(tǒng)觀念的束縛,做到在設(shè)計(jì)階段就能完全達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),不需要在運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行第二次技術(shù)改造。這樣,我們的供熱事業(yè)才會(huì)盡快地趕上和超過世界先進(jìn)水平。
以上建議和理念供大家研究、探討、指正。--三水冷熱能源投資有限公司(北京)供熱技術(shù)研究院 劉衛(wèi)東 喬晨曄 王魁吉
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