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10-3m

4、热水网路总的压降△P=RL＋△Pj

=R（L＋Ld）

=RLzh,Pa

L—管道实际长度m

Ld—局部阻力的当量长度m

Lzh—管道的折算长度m

5、水力失调度:

热水供热系统中各热用户的实际流量与规定流量的比值x=vs/vg

X—水力失调度

Vs—热用户的实际流量m3/h

Vg—该热用户的规定流量m3/h

6、热网压降公式△P=SV2,与水泵的热性曲线公式△P=a+bv+cv2……

联立,即△P=SV2

△P=a+bv+cv2+dv3……

可求得:

△P与V

也可用曲线求得△P与V（如下图）,即A为工作点。

7、补水泵变频调速。

（1）变频与转速的关系:

n=60ｆ（1-SN）P

式中:

n—水泵转速r/min

ｆ—电源频率HZ

P—电动机的极对数

SN—电动机额定转差,即定子旋转磁场与转子转速之差比值,一般为5%。

（2）水泵流量、扬程功率与转速的关系（比例定律）

G1/G2=n1/n2H1/H2=n12/n22N1/N2=n13/n32

（3）相似抛物线。

8、混水流量与温度的关系式

U=Gh/G1g=（t1g-t2g）/（t2g-t2h）

U—混合比

Gh—进入混水装置的回水流量m3/h

G1g—混水装置之前热网供水流量m3/h

t1g—热网供水温度℃

t2g、t2h—混水装置后供、回水温度℃

则:

t1g=t2g+u（t2g-t2h）

六、供热节能方案

（一）锁闭流量控制阀与差压阀联用方案

1、目的:

解决热网的水平失调及楼层之间的垂直失调。

2、系统图

3、重要作用

（1）彻底解决水平失调及楼层之间的垂直失调,保证每户的供热质量。

（2）更加减少循环量,从而做到更加节约电能40％。

（3）提高用户满意度,从而做到提高收费率。

（4）利用锁闭功能可防止人为随意调节。

4、注意事项

（1）调整差压阀,使入口资用压头不超过0、1MPa。

（2）注意水质要干净。

（3）需精细调节。

（二）建筑物采暖入口加装流量控制

解决热网水平失调;

降低循环水泵电能。

3、重要作用

（1）解决了热网的水平失调现象,消除近热远冷的问题。

（2）循环泵节电20％—30％。

（3）提高供暖效果、用户满意度及收费率。

（4）节水、节热及扩大供暖面积。

（1）根据单体采暖面积选择安装不同规格的流量控制阀。

（2）要按先热后冷、先近后远的原则安装,尽量装细装全。

（3）要评估管线、循环泵等供热设备的合理性。

（4）注意水质要干净。

（5）要精细调试。

（三）楼前混水环路

实现采暖用户分区、分时供热;

实现气候补偿控制下的变流量自控系统。

2、方案图

（1）由定流量系统变成变流量系统,减少了系统的循环流量,发挥了变频器的作用,增大供回水温差,降低了水泵能耗。

（2）换热站温控自动控制系统可充分发挥作用,将系统的整体耗热水平降低到最低。

（3）系统回水温度大大降低,管网散热损失大大降低;

提供了现有热网扩容的能力。

（4）各建筑物根据室外气候变化,调节各个用户的供热量,以最小的供热量达到最佳的舒适度。

（5）各建筑物根据使用情况,调整供热,使得办公室、学校、公共建筑等在无人使用的情况下,只保持值班供热,大大降低了整个热网的能耗。

4、设计要点

（1）明确整个二次网状况,换热站水泵控制与变流量混水环路的匹配。

（2）明确建筑物入口的资用压头及所需流量。

（3）正确选择电动流量控制阀。

（4）正确设定好运行调试方案。

（四）高低层采暖联供方案

解决高低区联供问题;

减少设施投入资金。

2、高低区联供系统图

（1）不降低高层建筑物供水温度,保证高区供热效果。

（2）使低区热网不超压。

（3）节约大量的资金投入。

（4）减轻设计人员工作量,按循环量厂家提供合适的机组。

（5）安装方便控制灵活。

（1）注意增压泵扬程的选取。

（2）正确设定安全阀的启动压力。

（五）热计量采暖系统

充分提高系统节能,实现按需供热;

提高热费收、缴的合理性。

（1）系统水力、热力实现平衡。

（2）室内恒温控制,按需供热。

（3）利用自由热,减少供热量。

（4）室温调节,实现经济运行。

（1）要及时清污,保证循环水质量。

（2）选择质量可靠的热能表与温控阀。

（3）制定出合理的收费法规。

（4）加强供热人员素质培训,提高服务水平。

（5）充分宣传计量收费对用户的好处与节能意义。

（六）热网补水泵变频系统

使采暖系统压力平稳;

节约电能。

（1）效率高,特性好,结构简单,占地面积小。

（2）保护功能好,使补水系统全自动控制,提高了压力的稳定性及可靠性。

（3）便于管理,减少人工。

（4）节电效果显著,一般节约电能40％左右。

（5）实现了电机的软启动,提高了设备的使用寿命。

（1）根据补水量选择设备规格。

（2）确定合理的补水压力。

（七）热源加装旁道管方案

解决热源系统内阻过大问题;

减少循环泵的能耗。

2、热源加装旁通管系统图

（1）使热源内阻降到0、15MPa以下。

（2）降低循环水泵的投资,节约电能20％左右。

（3）大大提高了外网系统的资用压头,改善外网供暖效果。

（1）旁道管一般比主管径小一号到两号,但不要小于锅炉出入口管径。

（2）旁道管上应安装手动调节阀。

（八）循环水泵的连接方案

降低泵的连接管局部阻力;

最大限度的节约电能。

2、安装示意图

（1）去掉泵的止回阀,可减少局部阻力2mH2O左右。

（2）泵的进出口采用斜角25—35度安装,也可降低局部阻力2mH2O左右。

（3）增加泵的出力。

（九）换热（混水）站一次网加装流量控制阀

可解决一次网水平失调,做到一次热网流量按需分配给各个热力站。

（1）解决一次热网水平失调现象,使远、近的各个热力站一次水都能按需分配。

（2）减少循环泵投资。

（3）节约循环泵电能20％。

（4）在原有设备基础上可增加供暖面积。

（1）根据各站热负荷选择控制阀规格。

（2）合理安装及调试。

（十）组装式热力站

利用先进的控制技术做到对工况参数的质--量综合调节;

简化系统、节能与提高用户舒适度。

（1）可以结合气候补偿器与电动流量控制阀,根据室外温度与二次网供回水温度来控制二次网系统的供热量。

（2）循环泵变频运行,满足供热负荷动态变化的调节要求。

（3）高效紧凑,模块化结构布置合理,换热效率高而占地少,与常规热力站相比,减少占地面积、空间约60％以上,节约了土建投资与工程投资。

（4）减轻设计人员的工作量。

设计人员需提供用户热负荷、热源等基本参数,机组选型完全由生产企业负责。

（5）安装调试简单方便,施工周期短。

（6）应用灵活,控制简洁,操作方便,机组可做到全自动控制。

（7）运行可靠,易于管理,方便维修。

（8）设计优化。

采用气候补偿器,可大量节省能量消耗,降低运行费用。

（9）科学分区、有效节能。

（10）质量责任明确,厂家负责调试与保修。

（十一）提高供回水温差就是节电的重要方案

根据热量计算公式:

Q=G·

C·

（tg－th）可知,当供热系统向热用户提供相同的热量Q时,供回水温差△t=tg－th与循环水量G成比例关系。

即系统的供回水温差大,则循环水量就小,水泵的电耗就会大大降低。

从下面的一个例子,就可瞧出温差与电耗之间的关系。

例如一个供热系统设计热负荷为7MW,一次网供回水温差△t=30℃,经计算其循环水量为200m3/h,外网管径为DN200,查表可知沿程阻力系数为170Pa/m,经水力计算,管网沿程总阻力损失为50m水柱,如果按此流量与扬程选水泵,即水泵功率为45KW。

如果把供回水温差由△t=30℃提高到△t=60℃,其循环水量可下降到100m3/h,按外网管径DN200查表可知,沿程阻力系数为42Pa/m。

同温差30℃时的阻力系数相比就是42／170=1/4。

按此推算,此时管网沿程总阻力损失应为H=50m/4=12、5m。

按流量100m3/h与扬程12、5米选泵,其水泵功率只有5、5KW。

由此发现一个规律:

当供回水温差△t提高到原来的两倍时,循环水量也降至原来的二分之一,而管网的沿程阻力降至原来的四分之一,而水泵的功率要降至原来的八分之一。

即:

若△t2=2△t1,则G2=1/2G1;

H2=1/22H1;

N2=1/23N1

由此可瞧出,提高供热系统的供回水温差,可大大降低运行电耗。

同时由于阻力损失的大幅度降低,可以使有中继泵站的供热系统,取消了中继泵站,节省了建设投资与中继泵站的运行费用。

目前,直接系统或间供系统的二级管网,也都存在着运行温差过小的问题。

用户的室内采暖系统一般按供回水温差25℃设计,但实际运行的温度都在20℃以下,有的甚至只有10℃左右。

因此存在着大量电能浪费问题。

二级管网与室内采暖系统的节能潜力也很大。

（十二）供热输配系统综合设计方案

用户混水变频泵出沿途加压变频泵与主循环泵相结合的方法。

节约循环泵电能60％左右（与只在热源处加循环泵相比）;

减少近端热用户过多的剩余压头,降低热平衡难度;

降低热网设备投资。

2、方案

（1）热源设立总循环泵,用来克服热源阻力。

（2）沿线设立分段加压泵,用来克服沿线阻力。

（3）热用户设混水泵,用来混水且克服用户系统阻力。

3、注意事项

（1）沿线设立分段加压泵,要注意环境与条件,还要注意负荷的变化,在环境允许的条件下,尽量多设。

（2）在泵的选择上,要注意留有适当余量。

（3）在各用户供（或回）水管上要装流量控制阀,以解决初调节的困难。

（十三）节电方案集粹

1、热力站规模应尽量小

对于间供系统与直供混水系统,热力站规模的大小也直接影响全系统的电耗。

一般规律就是这两种系统的热力站规模越小,越省电。

因为此时一级网的供回水温差大,循环水量小,供到每个热力站的电耗就小。

而热力站到热用户,虽然由于供回水温差小,循环水量大,但因为热力站负担的供热面积小,供热半径就小,因此电耗就低,供热半径大的热力站,电耗就高。

如果采用中、小型换热机组或无人值守换热站更好。

因为它占地小,甚至可以不建换热站,节约了土建投资。

2、热力站的运行管理与节电关系

热力站节电应注意的另一个问题就是应在热力站的一、二级网的除污器前后加装压力表。

运行人员应经常检查除污器前后的压差,当压差超过0、02MPa时,应及时清掏或反冲除污器,以降低阻力损失,节约电能。

3、尽量不采用直供系统

供热系统最好不要采用直供形式,尽量采用间供或直供混水形式,才能减少循环水泵的运行电耗。

4、管网主干线管径尽量大

供热管网的管径大小与建设投资成正比,与运行电耗成反比,同时也与城市供热发展规划密切相关,有时供热的发展会超出规划的设想。

因此为了节电,为了给今后供热发展留出充分的空间,热网的管径在建设资金允许的条件下,应尽量大一些,经济比摩阻最好控制在30—50Pa/m,这样还可以同时提高管网的水力稳定性。

5、去掉分水器与集水器

目前在许多热源与热力站还都设有分水器与集水器。

这就是从蒸汽供热系统沿袭下来的不合理做法。

它不但增加了管网与热力站的施工难度提高了造价,而且增加了运行电耗,尤其就是现在对热网水力工况的调节已进入到了第四个阶段━用恒流量调节阀或自力式流量控制阀调节水力平衡的阶段,已不需要分层次调节各分支点的压力与流量平衡。

因此分水器与集水器就更没有必要继续存在下去,应彻底取缔。

6、环状管网设计方案

环状管网不但可以自动优化水力工况,平衡供热效果,同时还可以减少管网事故对供热的影响。

因此,在有条件的地方可以把枝状管网连成环状管网,也相当于加大了某些管段的管径,既有利于节电,又可提高供热质量。

另外应大胆推广在安定理论指导下的直埋技术,采用无补偿（或少补偿）、无固定墩的直埋技术,可大大降低投资与施工难度,挺高管网的安全性。

7、多热源联合供热方案

多热源联合供热可以在供热初、末期充分发挥主热源的热效率,同时由于全网的循环水量小,调峰热源不启运,从而大大节约了电能。

而在供热尖峰期启运调峰热源后,使主热源的供热半径与循环水量均缩小,节约了水泵的电耗。

所以对于中、大型供热系统一定要采用多热源联合供热的形式,尤其就是热电联产系统,为了使热电厂的热化系数接近0、5,提高供热系统的安全性,必须设置大型调峰热源、或同时设置几个调峰热源,实行多热源联合供热。

（十四）锁闭流量控制阀与差压阀联用说明

目前,在建设部多年来的大力推动下,我国供热行业都在进行热计量试点与推广工作。

一旦热计量得到推广,为我国的节能降耗、热量按需分配、提高管理技术与服务水平将起到巨大的作用。

但就是,由于这项工作就是一项长期的、复杂的工作,不可能一步到位,人们的认识水平、技术水平的提高、法律法规制定与完善,都需要很长的一段时间,因此,在推广过程中出现了很多不尽如人意的问题,如:

1、设备安装不配套;

2、法规没跟上;

3、供热人员的技术水平没到位;

4、用户不认可,等等,造成了很多设备装上了,却没起作用,反而造成了大量资金、人力、物力的浪费。

按热计量的要求,从设备配套上:

采暖系统先实行分户控制,室内装恒温阀,每户装热能表（或热分配器）,室外热入口装差压阀,热源循环泵加变频等;

从收费方法上:

从原来的面积收费转变成热量收费,再配上相应的法规与收费制度。

可目前存在着一些单位差压阀装上了,热量表、恒温阀未装;

一些单位差压阀、热量表、恒温阀装上了,收费法规没跟上,并没有按热量收费;

还有一些单位,设备装全了,热计量也统计了,但未按统计数据收费,仍以面积为重要收费依据。

也就就是说设备的投入,并没有真正做到按热量计费,用户就不可能自动的去节能,过热的宁可开窗户也不去调恒温阀或其她阀门让温度将下来。

总之不能起到真正的节能。

同时,由于热入口装了差压阀,未装流量控制阀,不能象装流量控制阀那样可将每个热入口的流量很方便的按需分配,反而热网更失调了,造成了更大的能源浪费。

有的单位通过调整差压阀的压差调节流量,很难达到精确的调节,还费时费力,调试人员意见很大。

同时,还出现了垂直失调问题,有的上热下冷,有的下热上冷,用户意见也很大。

为了弥补这些问题,我们提出一个新的节能方案（如图）,即在热入户装差压阀与系统已改成分户控制的基础上,在每户再装一个DN20—DN25的锁闭流量控制阀,供热单位可以将每户的流量按需设定,由于装的更细了,流量可按1、5—2、5T/h、Km2设定,比楼的入口装流量控制阀（这时要按2、5—3、5T/h、Km2设定）减少流量20—30％,因此又可节电40％左右,当年即可收回这方面的投资。

同时,还更好地解决了垂直失调问题,用户满意,收费就更好了。

每户装流量控制阀与热计量并不矛盾,一旦热计量的条件成熟,可直接按热计量收费,锁闭流量控制阀不再起作用,也不起不利作用。

原因就是这样的,当按面积设定流量时,就是以每户都热为前提的,即每户的流量总数按1、5—2、5T/h、Km2设定的,流量还就是满足在室外气温最低的用户需求的,也就就是说,设定的流量在绝大部分供暖时间就是超需求的,当将恒温阀设定温度变小（设定为20℃,恒温阀最大设定温度为28℃）,同时应用太阳花与人发出的热能,恒温阀对流量进行自动设定,每组散热器上恒温阀自动设定的流量的总与,肯定小于锁闭流量控制阀设定的流量,这时锁闭流量控制阀就不起截流作用了,即不影响热计量的正常工作。

锁闭流量控制阀,不但有设定流量的功能,同时为防止用户私自调节,还增加了锁闭功能,用户可放心使用。

安装差压阀就是为了消耗掉外网多余压头,保证用户要求的资用压头,保证流量阀工作时不产生噪音与气蚀现象。

总之,我们希望在分户改造的条件下,应在每户装一个锁闭流量控制阀,这就是节能降耗、利国利民的大事,也就是解决眼前热网水平失调,特别就是垂直失调的最佳途径。

（十五）热网混水系统的应用与节能

混水供热方式在集中供热中发展较慢,其原因主要就是早期缺乏热网平衡设备,同时也难以解决热源对水质质量的要求。

随着供热技术的发展及先进监控设备在供热系统中的成功应用,混水加热直供方式也慢慢的找到它自身的控制方式,实现了经济节能的目的。

一、混水供热系统的优点

1、热损耗较小:

混水供热方式没有换热器,也就没有换热器的散热损失,所以混水直供相对于间接供热热利用率更高:

2、维护费用小:

混水直供热力站没有换热器,在检修期间相对间接供热方式节省大量的维护费用,换热器通常每隔一两年都需要做定期的除垢清洗,特别就是板式换热器流道间隙窄,容易结垢,换热板间严密性要求高,密封垫在拆装过程中容易损坏,这样造成热力站维修成本的增加,经测算平均每年单台换热器维护费为2500元左右。

3、初投资费用低:

因热力站工艺结构上没有换热器,无单独定压系统,混水热力站节省换热器及变频补水定压方式所需的管件与设备的投资;

另外由于设备占地面积少,热力站土建造价明显下降,所以混水热力站相对间接供热造价明显降低。

二、混水流量与温度的关系式

U=Gh/G1g=t1g-t2g/t2g-t2h

U—混合比;

Gh—进入混水装置的回水流量m3/h;

G1g—混水装置之前热网供水流量m3/h;

t1g—热网供水温度℃;

t1g=t2g+u（t2g-t2h）。

三、混水系统应满足的条件

1、热用户对压差的要求（水能流）

2、热用户最高点对定压的要求（不倒空）

3、热用户对压力的要求（不超压）

4、热用户的回水要能送到供水管（能混水）

四、混水的三种基本形式及水压图

1、水泵旁通加压:

适用于二次网所需的供回水压力在一次网供回水压力之间。

变频混水泵设置在混水旁通管路上,一次网供水管上装一个流量控制阀,一次网回水管上装一个手动调节阀。

利用水泵将二次网的一部分回水加压打入一次网供水中,混合形成二次网供水,二次网的另一部分回水返回一次网回水管。

2、水泵回水加压:

适用于二次网所需的供回水压力在一次网回水压力以下。

变频混水泵设置在二次网回水管上,一次网供水管上装一个流量控制阀,一次网回水管上装一个手动调节阀。

调节流量控制阀设定好一次网的流量。

当一次网回水压力低于二次网所需的供水压力时,可调节一次网回水侧手动调节阀,使其阀前压力满足二次网对供水压力的要求,利用水泵将二次网回水提压,一部分回水与一次网供水混合成为二次网供水,另一部分回水回到一次网;

当一次网回水压力高于二次网所需的供水压力时,手动调节阀全开即可。

3、水泵供水加压:

适用于二次网所需的供水压力在一次网供水压力以上。

变频混水泵设置在二次网供水管上,一次网回水管上装一个流量控制阀,一次网供水管与旁通管上各装一个手动调节阀。

调节流量控制阀设定好一次网的流量,同时满足了二次网的系统静压。

当一次网供水压力高于二次网回水静压时,可调节一次网供水侧手动调节阀,使其阀后压力与二次网回水静压相平衡,利用水泵将二次网一部分回水及一次网供水同时吸入,混合形成二次网供水,另一部分二次网回水直接返回一次网回水管。

当一次网供水压力低于二次网回水静压时,调节旁通管上的手动调节阀,使其阀前压力满足二次网系统静压。

五、混水泵出力的确定

1、水泵旁通加压时:

流量等于二次网的设计混水流量（一般大于二次网的一半的循环总流量）,扬程等于二次网的设计系统阻力。

2、水泵供、回水加压时:

流量等于二次网设计循环总流量,扬程等于二次网的设计系统阻力。

3、注意混水泵的扬程应加点富裕量（5—10米）,以克服站内的阻力。

六、混水系统的调节

1、调整一次网管道上装的流量控制阀,使其流量等于各站设计一次网流量（一般就是每一万平方米建筑面积为10—15t/h）,这样一次网就基本调平了;

2、对于水泵旁通加压站,发现二次网压力过高时,可关一下手动调节阀,压力合适为止;

3、对于水泵回水加压站,当一次网回水压力低于二次网所需的供水压力时,可调节一次网回水侧手动调节阀,使其阀前压力满足二次网对供水压力的要求;

4、对于水泵供水加压站,当一次网供水压力高于二次网回水静压时,可调节一次网供水侧手动调节阀,使其阀后压力与二次网回水静压相平衡;

当一次网供水压力低于二次网回水静压时,调节旁通管上的手动调节阀,使其阀前压力满足二次网系统静压;

5、调节混水泵变频器,减少混水泵多余的出力,节约电能;

6、注意在调试前,一次大网的定压点的压力不要太高,防止低处超压,视各站调试情况逐步升压。

七、利用混水供热应注意的问题

1、首先一定要将一次大网与各站二次网水压图绘制好;

2、根据各站压力与流量情况及与一次大网的关系,确定各站采取哪种混水方案;

3、混水泵的出力要有富余,以弥补设计偏差与负荷变化造成的系统不可调问题;

4、为了方便判断热网的调节及运行情况,各站的压力表与温度计要装全;

5、一次供（或回）水管尽量装上流量控制阀,以方便平衡;

6、混水泵尽量加变频,这样方便调平且更节电能;

7、对过低用户要有超压保护措施。

中国城镇供热系统节能技术措施

中国城镇供热协会技术委员会

《城镇供热系统节能技术措施》（简称“节能技术20条”）就是根据全国供热企业的经验而编写的,现按照2000年8月全国供热行业节能增效技术与措施研讨会上提出的意见,经修改与整理后在本期全文刊载,以供全国供热行业参考、借鉴。

一、热源

1、加强锅炉房运行管理,建立管理制度

（1）司炉人员及水处理人员必须经国家劳动部门或技术监督部门培训并考试合格并取得证明;

（2）建立正确、完美、切实可行的运行操作规程;

（3）锅炉房水处理（包括软化水或脱盐、除氧）设备处理后的水质,必须达到国家规程规定的水质标准,严禁锅炉直接补自来水或河水;

（4）严格执行定期维修,停炉保养制度,保证设备完好,杜绝跑、冒、滴、漏、现象。

2、采用分层燃烧技术,改善锅炉燃烧情况

目前城市集中供热锅炉房多采用链条炉,燃煤为混煤,着火条件差,炉膛温度低,燃烧不完全,炉渣含碳量高,锅炉热效率低。

采用分层燃烧技术使燃烧完全,对减少炉渣含碳量、提高锅炉热效率,有明显效果。

对于粉末含量高的燃煤,可以采用分层燃烧及型煤技术。

该技术就是将将原煤在入料口先通过分层装置进行筛分,使大颗粒煤肢解落至炉排上,小颗粒及粉末送入炉前型