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文檔簡介
辛苦我一人溫暖千萬家
持續(xù)培訓員工超值服務供熱
鼓勵創(chuàng)新寬容失敗拒絕平庸供熱節(jié)能技術培訓教程張丙禮供熱關鍵應有量的概念建筑面積1平米的耗熱量、循環(huán)流量應是多少?一個熱網的循環(huán)流量應是多少?鍋爐的額定流量應是多少?鍋爐的供、回水溫度應是多少?怎樣確定循環(huán)泵的流量、揚程和功率?熱網管徑應是多少?熱網平衡有哪些控制設備?有哪些控制方案?哪些控制方案性價比最高?怎樣選取較適合的方案?鍋爐、泵、管道和供暖負荷應怎樣搭配?熱網說明要點供熱的目的供熱存在的問題產生問題的原因熱網平衡是實現供熱目的的基礎工作熱網平衡的主要任務是按需分配流量流量按需分配是控制出來的,不是設計出來的流量按需分配的好處實現流量按需分配的控制設備實現流量按需分配的控制方案熱網平衡應注意的問題供熱的目的供熱的目的是為了獲得舒適的室內溫度在冬天,人們生活環(huán)境的舒適溫度是21~23℃,考慮節(jié)能、減排的要求,現階段應定在18~20℃。滿足節(jié)能\降耗\減排的要求我國對世界的莊嚴承諾我們在國際氣候談判中對國際社會有過莊嚴承諾,到2020年單位GDP碳排放要在2005年的基礎上下降40%—45%,非化石能源占一次能源消費比重達15%左右。我國耗能巨大煤炭是中國的主體能源,分別占一次能源生產和消費總量的77%和70%。2009年,全國煤炭產量達到29.73億噸,接近30億噸,比2005年增加了7.68億噸,年均增長1.92億噸。2010年煤炭產量超過32億噸。每年增長2億噸,到“十二五”末就是40多億噸。煤炭是我國的主要能源建筑能耗比率太高目前,我國有500億平米的建筑,每年還要增加20億平米的新房開發(fā)量,高耗能建筑占92%以上。建筑能耗占社會終端能耗的比率已超過30%,而其中供暖、熱水占了80%以上。我國下大力度節(jié)能減排中國政府確定了“十一五”關停5000萬千瓦小火電機組的目標,到08年底,已關停2896萬千瓦。僅此一項每年可節(jié)約一次能源6492萬噸標煤,減少二氧化硫排放103萬噸,減少二氧化碳排放1.8億噸。為節(jié)能減排我國對能源結構進行調整建設“綠色家庭”深化節(jié)能減排供熱存在的問題近熱遠冷、散熱器冷熱不均用戶抱怨較大工作人員維修量大,一冬在忙欠交熱費多用戶放水多,補水量大鍋爐、循環(huán)泵和管線投資過大循環(huán)流量大熱源內阻大、外網壓差小供回水溫差小電能、熱能耗費大供熱企業(yè)效益下降,甚至虧損產生問題的原因熱網失控水質失控設備、負荷不配套運行方法不正確沒有確定較合理的流量、阻力、溫度數據管理粗放熱網平衡是實現供熱目的的基礎工作熱網平衡是完成供熱目的最基礎的工作,但這一工作又是非常乏味的;在能量不太昂貴的情況下,這項工作沒人愿意去做。然而世界多次的能源危機清楚地表明,不管目前能源的價格如何,我們必須減少對能源的消耗和依賴。現在大家已經越來越清楚地認識到熱網平衡的重要性熱網平衡是一種控制方法,它將控制回路集成到熱網水力系統(tǒng)中,以最少能耗費用取得真正的舒適性。熱網平衡包含:熱源、傳輸管道、用戶必須同時獲得并保持所需流量。熱網平衡的主要任務是按需分配流量
供熱的基本原理示意圖圍護結構的基本耗熱量公式散熱器的散熱量公式熱水循環(huán)傳熱公式供熱的基本原理示意圖圍護結構的基本耗熱量公式
Q3=Kw.Fw(tn-tw)式中:Q3——圍護結構的基本耗熱量,W;
Kw——圍護結構的傳熱系數,W/(m2.℃);
Fw——圍護結構的傳熱面積,m2;
tn——采暖室內計算溫度,℃;
tw——采暖室外計算溫度,℃;散熱器的散熱量公式Q2=Ks.Fs(tpj-tn)tpj=(tg+th)/2
式中:Q2——散熱器的散熱量,W;
Ks——散熱器的傳熱系數,W/(m2.℃);
Fs——散熱器的散熱面積,m2
tpj——散熱器內熱水平均溫度,℃;熱水循環(huán)傳熱公式Q1=4187G(tg-th)/3.6
式中:Q1——熱水傳遞的熱量,W;
G——循環(huán)流量,t/h;
tg——供水溫度,℃;
th——回水溫度,℃;傳熱規(guī)律(一)房間的傳熱遵從Q1=Q2=Q3這個等式,也就是圍護結構的基本耗熱量、散熱器的散熱量和熱水循環(huán)傳遞熱量是相等的,這三個公式告訴我們,在圍護結構、散熱器確定的前提下,要保持人們需要的室內溫度,熱水的循環(huán)流量和供水溫度要與室外溫度相適應。傳熱規(guī)律(二)為了適應室外溫度的變化,循環(huán)流量和供水溫度可以同時調節(jié)(質、量并調);也可以流量固定,調節(jié)供水溫度(質調節(jié));還可以供水溫度固定,調節(jié)流量(量調節(jié))。供熱單位大多采用選擇一個合適的流量加以固定,調節(jié)供水溫度適應室外溫度的變化(質調節(jié)),因為這一方式比較容易實現。傳熱規(guī)律(三)如果只給一間房子供熱,確定一個合適的流量就很簡單,然而,我們的供熱對象是千家萬戶,每個房間很難同時滿足所需的流量,也就出現了冷熱不均問題,可見供熱的難點是在流量分配上。
流量按需分配是控制出來的,不是設計出來的
熱網先天存在近端流量大遠端流量小的問題流量分配的其他影響因素
熱網先天存在近端流量大遠端流量小的問題沿程阻力公式每米管長的沿程阻力(比摩阻)G----管段的水流量t/hd----管的內徑mρ----水的密度Kg/m3K----管壁的當量絕對粗糙度m,K=0.5×10-3m局部阻力公式局部阻力損失
Σζ----管道的總局部阻力系數
ρ----水的密度Kg/m3
v----水的流速m/s
熱水網路總的壓降公式△P=RL+△Pj
=R(L+Ld)
=RLzh,PaL——管道實際長度mLd——局部阻力的當量長度
Lzh——管道的折算長度m熱網流體的壓降導出公式△P=R(L+Ld)=SV2
其中S=6.88×10-9(L+Ld)ρPa/(m3/h)2S——網路計算管段的阻力數,Pa/(m3/h)2,它代表管段通過1m3/h水流量時的壓降;在已知水溫參數下網路各管段的阻力數S只和管段的管徑d、長度L、管道內壁當量絕對粗糙度,以及管段局部阻力當量長度Ld的大小有關,即S值僅取決于管段本身,它不隨流量而變化。伯努里方程及水壓圖式中:P1、P2----斷面1、2的壓力,Pa;
Z1、Z2----斷面1、2的管中心線離某一基準面的高度,m;
v1、v2----斷面1、2的流體平均流速,m/s;
ρ----流體的密度,Kg/m3;g----自由落體的重力加速度,9.81m/s2;ΔH1-2----流體流經管段1-2的壓頭損失,mH2O。案例分析如下圖一熱網,5棟6層樓,每棟均為5萬平米,系統(tǒng)阻力為10米,間距均是500米,試進行管徑及設備選型,并畫出水壓圖(局部阻力按沿程阻力的0.3倍計算)設計說明1.按4kg/h.㎡計算出各管段的流量;2.根據各管段的流量,查比摩阻表,查出各管段管徑及比摩阻,并算出各管段的阻力;3.畫出水壓圖;4.確定循環(huán)泵的參數:G=1000t/hH=42.6m;設計水壓圖存在問題因近端壓差過大為31.7m,是需要的3.17倍,近端流量將是需要的1.78倍,近端將過熱,遠端流量將不足,遠端肯定不熱,因此必須進行熱網平衡,需在各棟樓回水管上裝流量控制部件(DN250的流量控制閥)。流量控制后的壓力分布流量輸配的基本規(guī)律
流量輸配時受沿程阻力和局部阻力的影響,在供水管與回水管之間產生近端壓差大、遠端壓差小的偏差,從而造成近端流量大、遠端流量小的問題,無論我們設計的多么仔細和完善,都不能徹底解決這一平衡問題,真正的平衡只能靠設備控制來實現。流量分配的其他影響因素管道銹蝕會大大增加管道的粗糙度,壓力降將增加40%~70%;管道直徑誤差每1%引起的壓力降計算誤差為5%;水溫在20~80℃時,管道壓力降減少12-18%。因此,系統(tǒng)水力平衡計算很明顯是一項既具近似性但又必須做的工作,真正的平衡只能通過設備控制來獲得。流量分配結論每個房間散熱器所需要的熱水流量是控制出來的,不是設計出來的;每組散熱器都應裝有流量控制設備;工作人員要入室反復細調。熱網平衡的好處解決冷熱不均、提高收費率、減少維護量節(jié)熱能15~20%、節(jié)電20~70%、節(jié)水、多帶面積、減少設備流量與耗電的關系流量與耗電功率的關系式:N1/N2=G13/G23N1、N2----平衡前后的耗電功率KwG1、G2----平衡前后的循環(huán)流量Kg/h流量10%的變化對耗電的影響將G1=1.1G2=1代入
N1/N2=G13/G23
得N1/N2=1.33
即流量增加10%,則多耗電能33%房間溫度與耗能的關系供熱時,房間溫度高于所需溫度1℃將引起能耗增加,此增加量可由以下公式估算(瑞典公式):
式中:
tic——房間設計溫度,℃;
tec——室外設計溫度,℃;
ai——內部得熱影響房間溫度,以溫度值表示,2℃;
Sc——季節(jié)平均供熱量與最大需熱量之比,0.4;S%——房間溫度升高引起的能耗增加量,以季節(jié)能耗的百分數計算。室溫1℃的變化對耗熱能的影響當房間溫度18℃,室外溫度-9℃(北京地區(qū)室外計算溫度為-9℃)代入上式S%=10%即平衡以后,室內平均溫度降低1℃時,在北京地區(qū)可節(jié)約熱能10%左右。我在家里做了一個供熱試驗A.建筑面積137平米,臥室三間在陽面,單層鋁合金玻璃窗;客廳、餐廳在陰面,雙層鋁合金玻璃窗,5樓(樓房共6層,37墻磚混結構,無保溫);鄰居未住人,不采暖,另一側為樓間中間封夾墻;間段供暖。B.室內系統(tǒng):6組散熱器水平串聯,客廳第一組,主臥最后一組,DN20的PPR管連接。C.儀表:DN20丹佛斯超聲波熱能表一臺,裝在供水管;玻璃管溫度計3個。試驗數據時間流量大流量小溫度早中晚客廳主臥熱量1日0.640.421.66.85.022233430.560.30-1.14.33.022.623.12850.410.210.15.33.0222226.9100.270.14-5.21.0-1.121.221.224.1150.240.12-2.03.93.020.620.122試驗總結對戶內單管串系統(tǒng),每平米流量可設定在1.5~2kg/h室溫降1℃可節(jié)能10%左右實現流量按需分配的控制設備自力式流量控制閥均流閥均流活接差壓閥恒溫閥流量控制閥鎖閉流量閥圖片“自力式流量控制閥”是我早在1990年發(fā)明的專利產品.專利號90206426.6,填補了國內空白.
自力式流量控制閥結構圖自力式流量控制閥(定義、結構)定義:工作時不依靠外部動力,在壓差控制范圍內,保持流量恒定的閥門。結構:由自動和手動兩部分組成,自動部分由彈簧、膜片和自動閥瓣等部分組成;手動部分由手動閥瓣、流量刻度尺等部件組成,二者由一個公共的腔體有機地結合在一起。自力式流量控制閥(原理)原理:手動部分兩邊的壓差通過導壓管作用在膜片的兩側,手動部分設定流量大小,自動部分保持手動部分兩邊的壓差不變,從而保持設定的流量不變。當流量增大時,則手動部分兩邊的壓差增大,膜片克服彈簧的彈力帶動自動閥瓣關小自動閥口,減小流量;反之,增加流量,這樣,就保證了設定的流量始終不變。流量閥動作示意圖流量控制閥性能曲線均流閥(定義、原理)定義:通過切換孔徑來改變流通能力的閥門;功能:使被控阻力件得到所需要的流量;結構:本閥主要由閥體、可調孔板組成;原理:可調孔板上有幾個大小不同的標準孔,在同樣的壓差下,每個孔通過不同的流量,它與流量閥或壓差閥連用,效果最佳。
d=10
其中d——孔板孔徑mm;G——通過的流量t/h;H——孔板兩邊的壓差m孔板公式均流閥結構圖均流閥圖片均流活接將普通活接加一個孔板膠墊,即做成一個均流活接。對上供下回單管系統(tǒng),它裝在每串的閥門活接處,即將串與串之間的流量得到均衡;對上供下回雙管系統(tǒng)或水平并聯系統(tǒng)(如車間暖器并聯),可裝在每組暖器的活接處,即將暖器與暖器之間的流量得到均衡。均流活接圖片差壓閥差壓閥(定義、結構)定義:工作時不依靠外部動力,在壓差控制范圍內,保持被控阻力件兩邊壓差恒定的閥門;功能:穩(wěn)定被控阻力件的壓差,使回路之間相互獨立。結構:本閥主要由閥體、自動閥瓣、彈簧、膜片和導壓管組成。差壓閥(原理)原理:被控阻力件兩邊的壓差通過導壓管作用在膜片的兩側,當被控阻力件兩邊的壓差增大時,膜片克服彈簧的彈力帶動自動閥瓣關小自動閥口,減小流量,從而降低被控阻力件兩邊的壓差;反之,增大被控阻力件兩邊的壓差,這樣,就保證了被控阻力件的壓差始終不變。溫控閥(定義、結構)定義:是一個受控于膨脹元件的自力式自控閥門,它根據溫度設定值于室溫的差值,逐漸進行開啟和關閉;功能:控制通過散熱器的流量,從而控制散熱器的散熱量,保持室內的溫度不便;結構:它由閥體、自動閥瓣、感溫元件和彈簧等部件組成;溫控閥(原理)原理:當室內溫度高于給定的溫度值時,感溫元件熱膨脹增大,克服彈簧彈力,帶動自動閥瓣,關小閥口,減小進入散熱器的流量,散熱器的散熱量自動減小,室溫隨之下降;反之,室溫隨之升高。實現流量按需分配的控制方案樓間的平衡方案單元間的平衡方案戶間的平衡方案暖器間的平衡方案換熱站間的平衡方案節(jié)約計算依據假設一采暖系統(tǒng):無平衡設備,每平米循環(huán)流量4kg/h時,熱網末端基本達到所需溫度16℃;此時熱網平均室溫20℃,采暖期熱能費用20元/平米,循環(huán)泵耗電費用1.2元/平米。以下使用方案,不但介紹了方案的組成,還介紹了設備投入與效益的對比,而節(jié)能效益的計算結果是以上述假設為前提的。流量控制閥安裝圖片方案說明此安裝方案:在單體建筑熱入口回水管上安裝一個流量控制閥,按每平米循環(huán)流量3.5kg/h調節(jié)。此方案節(jié)電33%,節(jié)電費0.4元/平米;室溫平均降低0.5℃,節(jié)熱5%,節(jié)熱費1元/平米;裝閥投資0.5元/平米,一個采暖期節(jié)能費減投資為0.9元/平米,即一個采暖期就可收回裝流量閥投資,并獲利0.9元/平米。方案說明此安裝方案:在每個單元熱入口回水管上裝一個流量控制閥,按每平米循環(huán)流量3kg/h調節(jié),此方案節(jié)電57.8%,節(jié)電費0.69元/平米;室溫平均降低1℃,節(jié)熱10%,節(jié)熱費2元/平米;裝閥投資0.7元/平米,一個采暖期節(jié)能費減投資為2元/平米,即一個采暖期就可收回裝流量閥投資,并獲利2元/平米。鎖閉流量閥安裝圖片方案說明在每戶熱入口回水管上安裝一個鎖閉流量閥,按每平米循環(huán)流量2.5kg/h調節(jié)。此方案節(jié)電75.6%,節(jié)電費0.91元/平米;室溫平均降低1.5℃,節(jié)熱15%,節(jié)熱費3元/平米;裝閥投資1.4元/平米,一個采暖期節(jié)能費減投資為2.51元/平米,即一個采暖期就可收回裝流量閥投資,并獲利2.51元/平米。方案說明安裝方案:在每戶入口回水管安裝一個鎖閉流量閥,流量按每平米1.5kg/h調節(jié)并鎖閉;在每個散熱器回水管裝一個均流閥,將流量調均。此方案節(jié)電94.7%,節(jié)電費1.13元/平米;室溫平均降低2℃,節(jié)熱20%,節(jié)熱費4元/平米;裝閥投資2元/平米,一個采暖期節(jié)能費減投資為3.13元/平米,即一個采暖期就可收回裝流量閥投資,并獲利3.13元/平米。安裝流量控制閥效果對比
樓間單元間戶間暖器間流量(kg/h)3.532.51.5節(jié)電33%57.8%75.6%94.7%節(jié)電費(元)0.40.690.911.13降低室溫(℃)0.511.52.0節(jié)熱5%10%15%20%節(jié)熱費(元)1234投資(元)0.50.71.42當年效益(元)0.922.513.13
方案總結熱網平衡設備裝的越細,節(jié)能效果越好,供熱企業(yè)效益越高;因此,根據實際條件熱網平衡設備盡量細裝,盡量裝全。換熱站間的平衡
案例解析一個熱網供暖面積60萬平米,L1、L2和L3均為1000米,供、回水平均溫度50℃,試分析不同的控制方式產生的不同效果。小流量、大溫差的巨大效益單位面積的流量越小,管徑可降一到兩個規(guī)格,可節(jié)約管材40%以上,同時運行成本也大大減少,可節(jié)電50%以上。熱網平衡應注意的問題領導重視組織落實裝細裝全反復細調特別注意領導重視有關領導要真正理解熱網平衡的重要性,統(tǒng)一思想,形成決議,共同大力支持這項工作.組織落實安排一到兩個技術過硬、工作認真的員工專門進行熱網調試工作;詳細記錄流量閥的位置、所帶面積、規(guī)格、所調流量、室內溫度、回水溫度、有無漏裝、有無堵塞、有無短路;主管副職領導要適時監(jiān)督檢查,進一步完善平衡工作。裝細裝全熱網是一個系統(tǒng)工程,要從全局去考慮,要從近及遠全部安裝,不能有遺漏;新接熱網要及時補上;流量閥要盡量裝細,盡量裝小閥,能裝戶上就裝戶上,不能裝戶上就裝單元,不能裝單元就裝單棟樓.反復細調調流量不可能一次到位,要根據室溫、回水溫度反復細調,真正做到室溫在18~20℃以內,回水溫度基本一致(相差3℃以內).特別注意發(fā)現不熱問題,不要先考慮流量閥的問題,應先檢查過濾器有無堵塞,其他閥門有無問題,系統(tǒng)是否積氣等,然后再考慮流量閥有無問題;室溫低1℃,節(jié)能10%,室溫高1℃,多耗能10%,因此應特別注意室溫1℃變化對節(jié)能的影響。供熱界存在的其他問題熱源內阻過大鍋爐進水溫度過低室內系統(tǒng)排氣不暢散熱器不應串聯連接系統(tǒng)入口的過濾器不是可有可無不應采取間斷運行熱源內阻過大由于熱源內鍋爐的流量過大、泵的的連接管過小或不當的連接方法,造成熱源內阻過大,有的達到0.3MPa以上,造成外網壓差過小,并白白吃掉了泵的很多揚程,浪費了大量的電能。揚程對耗電能的影響
揚程與耗電功率的關系式:N1/N2=H1/H2N1、N2----平衡前后的耗電功率KwH1、H2----平衡前后的揚程m產生內阻過大的原因及對策(一)
(1)循環(huán)泵的進出管過細:如一臺流量100T/h的水泵,泵的進出口徑為DN100,此時的比摩阻為1800Pa/m,再加上閥門、止回閥和彎頭的局部阻力,泵的進出口管本身就產生了5m左右的阻力,浪費電能10~15%。減小阻力的辦法是加大循環(huán)泵的進出口管徑,根據流量,按比摩阻小于150Pa/m選取合適管徑即可(一般比泵進出口大一到兩個口徑)。循環(huán)泵現場安裝圖片循環(huán)泵現場安裝圖片鍋爐進水管照片產生內阻過大的原因及對策(二)(2)通過鍋爐、換熱器的流量過大:在正常流量情況下,鍋爐的阻力為8~10m,板換的阻力為5~7m,根據△P=SV2(△P代表阻力,V代表流量),當流量增加到正常流量的1.5倍時,則阻力增加到正常值的2.25倍(特別是高溫爐按低溫運行,阻力增加更大)。鍋爐流量可用公式Q1=4187G(tg-th)/3.6計算 式中:Q1——熱水傳遞的熱量,W;
G——循環(huán)流量,t/h;
tg——供水溫度,℃;
th——回水溫度,℃;減小阻力的辦法是給鍋爐加一根旁通管,旁通管上裝一個手動調節(jié)閥,旁通管可根據需要在旁通管通過的流量和比摩阻小于300Pa/m選擇管徑。熱源加裝旁通管示意圖鍋爐水溫過低,效率降低提高鍋爐供/回水溫度,可提高鍋爐效率5~10%左右。鍋爐設計供/回水溫度一般是95/70℃、115/70℃和130/70℃,而直供系統(tǒng)實際運行供/回水溫度一般都在60/40℃以內,我們可利用鍋爐加旁通管和泵的方法,將鍋爐出水加壓回到鍋爐進水,這樣提高到進水溫度,鍋爐爐溫提高,即提高了鍋爐效率和出力。案例解析一熱網60萬平米,熱源為3臺14MW、130/70℃熱水鍋爐,存在問題:熱源內阻過大,熱效率低,尾部煙道腐蝕嚴重。解決熱源內阻過大鍋爐供、回水管之間加一DN400旁通管,通過流量1800t/h,使三個鍋爐通過600t/h流量。解決熱效率低的方法鍋爐供、回水管之間增設加壓泵旁通管,將200t/h鍋爐出水,與400t/h外網回水混合,在進入鍋爐。注意室內系統(tǒng)排氣是否通暢系統(tǒng)不能正常排氣,產生氣堵;造成有的甚至很多暖器不熱,不得不浪費過多流量帶走空氣。因此,管線安裝一定要注意坡度,高點要有排氣閥(排氣閥要功能正常)。散熱器宜并聯安裝散熱器單管串聯安裝,雖然安裝方便,省管材,但散熱器偏大,散熱器的進出口溫差小,流量偏大,前熱后冷不易控制。散熱器并聯安裝,雖然安裝有些不便,廢點管材,但散熱器偏小,散熱器的進出口溫差可拉大,流量偏小,前熱后冷易控制,更省電能、熱能。系統(tǒng)入口過濾器不是可有可無系統(tǒng)污物不能徹底除掉,很易產生系統(tǒng)某處甚至多處或多次堵塞;造成暖器不熱。如此管線過濾器因此,在系統(tǒng)入口一定要安裝過濾器,發(fā)現堵了及時清理。過濾網不宜過細過濾網戶用過濾器網眼直徑在0.5~1mm為宜,單體入口除污器網眼直徑在3~5mm為宜。連續(xù)運行優(yōu)于間斷供暖(一)在完成供熱指標的前提下,無論連續(xù)運行還是間斷供暖,給用戶的供熱量是一樣的,而間斷供暖熱效率低于連續(xù)運行,也就是連續(xù)運行優(yōu)于間斷供暖,原哈爾濱建筑工程學院供熱研究室1983年冬季進行了一臺往復爐排熱水爐間歇運行測試,升溫第一小時的鍋爐效率為57%,第二小時為64.5%到第三小時時穩(wěn)定后,效率才穩(wěn)定在76%。連續(xù)運行優(yōu)于間斷供暖(二)間斷供暖設備起停頻繁,冷熱頻繁交替,縮短設備壽命;起停頻繁,熱網系統(tǒng)不能平穩(wěn)工作,易出現冷熱不穩(wěn)定現象。特別是那些管徑比較大、管線比較長的外網,容水量比較大,流速比較慢,熱水到達末端的時間比較長,近端熱了一個多小時了,末端熱水還沒到,又快停運了,末端總是熱不起來,用戶抱怨很大。
供熱系統(tǒng)正常運行的基本條件熱源、循環(huán)泵、管道、負荷搭配是否合理;定壓點的壓力是否合理;熱源設備進出口要有溫度計;主要設備進出口要有壓力表;熱入口要有過濾器.流量控制設備要裝到位供熱人員應了解的一些數據(一)熱水鍋爐的內阻一般是8~10mH2O;鍋爐房內阻不要大于15mH2O.鍋爐流量變動范圍為±10%,即是額定流量的90~110%;板式換熱器系統(tǒng)阻力正常范圍應在5~7mH2O;供熱采暖一次網供回水溫差以40~50℃為宜,目前行業(yè)普遍維持在20~35℃;二次網溫差以20~25℃為宜,目前國內行業(yè)運行水平在10~15℃;采暖單體流量合理范圍應在2.5~3.5kg/h.m2(節(jié)能建筑1~2kg/h.m2);供熱人員應了解的一些數據(二)主干線、支干線的經濟比摩阻在30~70Pa/m為宜,支干線、支線應按其資用壓力確定其管徑,但熱水流速不大于3.5m/s,同時比摩阻不應大于300Pa/m;民用建筑室內管道流速不宜大于1.2m/s;室內系統(tǒng)最不利環(huán)路比摩租取60~120Pa/m為宜,最不利環(huán)路與各并聯環(huán)路之間的計算壓力損失相對差額,不應大于±15%;整個熱水供暖系統(tǒng)(室內)總的計算壓力損失,宜增加10%的附加值;供熱人員應了解的一些數據(三)150℃以下的介質,保溫好的管網,降溫不大于0.5℃/km;室溫升高1℃(或室外降低1℃)平均水溫要增高2℃左右,同時多耗熱量10%左右;室內采暖達標溫度18~20℃;建筑面積采暖熱負荷40~60kcal/h·m2(45~70W/m2);熱網的補水量應小于熱網循環(huán)量的1%,最好控制在0.5%以下;1(蒸)噸/時的熱量可供1~1.5萬平方米的建筑面積(節(jié)能建筑2~3萬平方米)每萬平米建筑面積循環(huán)泵電機功率一般在3~5kw之間離心水泵水泵的特性曲線水泵的并聯水泵的變頻水泵工作點的確定水泵的特性曲線,通常可用下列函數式表示:△P=a+bv+cv2+dv3……
式中a、b、c、d——根據水泵的特性曲線數據擬會的數值。熱網壓降公式△P=SV2,與水泵的特性曲線公式△P=a+bv+cv2……聯立,即△P=SV2△P=a+bv+cv2+dv3……可求得:△P和V也可用曲線求得△P和V(如下圖),即A為工作點。水泵的特性曲線
水泵的并聯曲線水泵的變頻曲線變頻與轉速的關系式n=60?(1-SN)/P
式中:n——水泵轉速r/min?——電流頻率HzP——電動機的極對數。
SN——電動機額定轉差,即定子旋轉磁場與轉子轉速之差比值,一般為5%。比例定律
——水泵流量、揚程和功率與轉速的關系供熱易混的問題補水泵與循環(huán)泵的功能不同一臺工頻泵和一臺變頻泵并聯運行水流量的大小與壓差有關而與壓力無關水溫低的位置未必堵了差壓閥可否起到調解流量的作用流量控制閥可否用在熱計量系統(tǒng)中供熱系統(tǒng)不是管徑越大越好補水泵與循環(huán)泵的功能不同
補水泵揚程公式:H=Hj+△Hb-h(huán),m
式中H—補水泵揚程m;
Hj—系統(tǒng)靜壓值,可按系統(tǒng)最高高度加2m計算;△Hb—補水系統(tǒng)管路壓力損失m;
h—補水箱位置與水泵位置高度差m。補水泵的功能是克服地勢高度和建筑高度影響并將水充滿整個供暖系統(tǒng),它的揚程主要與地勢高度和建筑高度有關;循環(huán)泵揚程公式:H=H1+H2+H3+2~3
式中H1—鍋爐房內系統(tǒng)壓力損失;
H2—外管網供、回水壓力損失;
H3—最不利環(huán)路系統(tǒng)用戶內壓力損失,一般為2~4m。循環(huán)泵的功能是克服系統(tǒng)的阻力將供熱系統(tǒng)中的水循環(huán)起來,它的揚程與地勢高度和建筑高度無關。一臺工頻泵和一臺變頻泵并聯運行兩臺同規(guī)格的泵并聯運行,一臺工頻,一臺變頻,變頻的泵的揚程和流量均小了,就不是兩臺同規(guī)格的泵并聯運行了(兩臺同規(guī)格的泵并聯運行,也很難兩臺高效出力,盡量用一臺泵運行),變頻泵的出力將有部分不起作用,即有部分電能白白消耗了。應單臺泵運行。流量的大小與壓差有關而與壓力無關
由流量公式△P=SG2可知:系統(tǒng)中流量G的大小,與系統(tǒng)兩端的壓差△P的有關。水溫低的位置未必堵了
系統(tǒng)中任何位置堵塞,循環(huán)流量都將減少甚至為零,造成散熱能力較強的設備后方表面溫度下降幅度較大,但不能判斷就是這個位置堵了。差壓閥不能起到調解流量的作用差壓閥的功能是保證某一設備兩端的壓差是一個定值,保證這一設備的功能正常發(fā)揮或不產生過大噪音,而不是直接控制流量。流量控制閥可用在熱計量系統(tǒng)中
1.鎖閉流量閥具有設定流量和恒定流量的功能,設定的流量不受壓力和壓差的影響;它安裝在每戶熱入口的回水管上,可以設定每戶的流量,一般按建筑面積2.0~2.5kg/h.㎡來設定,這樣可消除戶與戶之間的垂直失調和水平失調,徹底解決戶與戶之間的冷熱不均問題,同時可實現系統(tǒng)節(jié)能20%左右。
2.熱計量系統(tǒng)主要由恒溫閥、熱能表和差壓閥等部件組成,熱能表計量用戶消耗的熱能,差壓閥保障恒溫閥發(fā)揮功能正常,恒溫閥設定室內溫度;熱計量系統(tǒng)主要是挖掘人們10%左右的行為節(jié)能潛力,用戶為了少花一些采暖費或為了降低一點室溫,將恒溫閥溫度設定的低一些,這樣也就降低了熱能的消耗(同時可充分利用太陽能、室內用電設備和人發(fā)出的熱量)。
3.熱計量系統(tǒng),當真正實現熱計量收費時,用戶才能去調恒溫閥的溫度來降低室溫,否則不會去做,熱計量系統(tǒng)就失去功能,即系統(tǒng)是失控狀態(tài),將出現冷熱失調問題,如果裝了鎖閉流量閥就彌補了這一問題。
4.熱計量系統(tǒng),當供暖開始時,室溫均未達到設定溫度,即便設定了恒溫閥,恒溫閥此時也將處在全開狀態(tài),不起限定作用,系統(tǒng)也是失控狀態(tài),將出現近端先熱末端后熱問題,如果裝了鎖閉流量閥就彌補了這一問題。
5.鎖閉流量閥控制系統(tǒng)是定流量系統(tǒng),熱計量系統(tǒng)是變流量系統(tǒng),變流量的最大量就是鎖閉流量閥的設定流量,也就是變流量系統(tǒng)受定流量系統(tǒng)限制,流量在一定的范圍內變化;鎖閉流量閥是初調,熱計量系統(tǒng)是精調;鎖閉流量閥是保障,熱計量系統(tǒng)是提高。因此,熱計量系統(tǒng)與鎖閉流量閥最好聯用,各取所長,互相配合,實現節(jié)能的最大化。供熱系統(tǒng)不是管徑越大越好一些人總認為管徑越大系統(tǒng)越熱,其實不盡然,從水循環(huán)的基本原理來講:干線管徑越大,支線管徑越小,對供熱越有利。也就是在很多地方,管徑越小反而系統(tǒng)倒熱了。如一戶內采暖系統(tǒng),暖器并聯異程設計,近端與末端資用壓力相差4kPa左右,而暖器及暖器連接管本身卻阻力很小(40Pa左右),前后暖器的資用壓力比為100倍左右,因此前后流量相差很大;系統(tǒng)圖、水壓圖將前后暖器同時增加一個5kPa的阻力,則前端暖器資用壓力為9kPa,末端暖器資用壓力為5kPa,前后暖器的資用壓力比變?yōu)?.8倍,前后流量相差將變的很小;若將前端的阻力再大點,前后流量將基本一致;物探局徐水基地車間暖器平衡改造序號暖器位置組數改造前改造后均流活接的型號/mm供水溫度/℃回水溫度/℃溫差/℃供水溫度/℃回水溫度/℃溫差/℃1南墻從西至東第一組235323433211Φ52第二組139363372512Φ2.53第三組141.5392.5372611Φ2.54第四組24239337307Φ55第五組23835.72.337298Φ56第六組240364432716Φ57第七組238.433.74.735287Φ58第八組237334392712Φ59第九組239363403811Φ510北墻從西至東第一組129181133249Φ511第二512第三組23129.31.7352411Φ513第四組232.7311.733258Φ514第五組132311352312Φ515第六516第七組232302352411Φ517第八組23430433258Φ518第九組234295372710Φ519平均溫差/℃
3
10
供熱的幾大系統(tǒng)及方案混水系統(tǒng)分布泵系統(tǒng)高低聯供系統(tǒng)分時供暖機組熱源循環(huán)泵與分布泵聯用方案熱源循環(huán)泵與加壓泵聯用方案混水系統(tǒng)混水系統(tǒng)是通過混水站將外網供熱系統(tǒng)分為高溫水一次網和低溫水二次網兩部分,二次網的回水一部分回的一次網變成一次網的回水,另一部分回水通過混水站加壓與一次供水混合變成二次網的供水。水壓圖混水供熱系統(tǒng)的優(yōu)點
熱損耗較小維護費用小初投資費用低混水流量與溫度的關系式U==U—混合比;Gh—進入混水裝置的回水流量m3/h;G1g—混水裝置之前熱網供水流量m3/h;t1g—熱網供水溫度℃;t2g、t2h—混水裝置后供、回水溫度℃則:t1g=t2g+u(t2g-t2h)。混水系統(tǒng)應滿足的條件熱用戶對壓差的要求(水能流)熱用戶最高點對定壓的要求(不倒空)熱用戶對壓力的要求(不超壓)熱用戶的回水要能送到供水管(能混水)混水系統(tǒng)的水泵加壓方式水泵旁通加壓:適用于二次網所需的供、回水壓力在一次網供、回水壓力之間。水泵回水加壓:適用于二次網所需的回水壓力在一次網回水壓力以下。水泵供水加壓:適用于二次網所需的供水壓力在一次網供水壓力以上。利用混水供熱應注意的問題首先一定要將一次大網和各站二次網水壓圖繪制好;根據各站壓力和流量情況及與一次大網的關系,確定各站采取哪種混水方案;混水泵的出力要有富余,以彌補設計偏差和負荷變化造成的系統(tǒng)不可調問題;為了方便判斷熱網的調節(jié)及運行情況,各站的壓力表和溫度計要裝全;一次供(或回)水管盡量裝上流量控制閥,以方便平衡;加壓泵、混水泵盡量加變頻,這樣方便調平且更節(jié)電能;對過低用戶要有超壓保護措施。分布泵系統(tǒng)分布泵系統(tǒng)是將熱源的阻力由熱源循環(huán)泵來提供動力,外網各個小區(qū)內均設有自己的熱力站,熱力站內設有循環(huán)泵,來克服熱源到本熱力站的阻力。分布泵系統(tǒng)水壓圖
重要作用一次網循環(huán)水泵能耗降低40%左右。因剩余壓頭為零,降低了系統(tǒng)控制難度及噪音。案例分析一熱網的供暖面積為200萬平方米,分五個換熱站,每個站的面積40萬平米,節(jié)點間的距離相等,均為800米,系統(tǒng)圖如下:分布式水泵
管段所帶面積(萬㎡)總流量(m3/h)管徑規(guī)格(?×&)比摩阻(Pa/m)管長(m)管段間阻力損失(mH2O)單體的面積(萬㎡)單體的流量(m3/h)系統(tǒng)阻力mH2O)凈功率(kw)12002400720×843.58004.5404801925.321601920630×7528005.44048029.839.731201440529×729.48003.1404803648.0480960478×655.78005.84048047.663.5540480426×1028.78003.04048053.671.5熱源內部2400
15100.0合計
348.0傳統(tǒng)形式整個系統(tǒng)2400
68.6457.4注意事項
分布泵系統(tǒng)適合供熱半徑大和阻力偏大的供熱大熱網,且熱網負荷變動不宜過大;應根據水壓圖確定循環(huán)水泵參數,揚程要留有足夠余量。循環(huán)水泵應加變頻,系統(tǒng)應加流量控制閥,便于控制。高低聯供系統(tǒng)
高低聯供系統(tǒng)是在高區(qū)供暖系統(tǒng)和低區(qū)供暖系統(tǒng)之間增加一套機組,它將低區(qū)供水加壓送到高區(qū),將高區(qū)回水減壓回到地區(qū),還能將高區(qū)的靜壓有效切斷。高低聯供系統(tǒng)圖高低聯供機組圖片重要作用
不降低高層建筑物供水溫度,保證高區(qū)供熱效果。使低區(qū)熱網不超壓。節(jié)約大量的資金投入。減輕設計人員工作量,按循環(huán)量廠家提供合適的機組。安裝方便、控制靈活。適用范圍高層建筑需分區(qū)的采暖系統(tǒng)在同一熱網內,地勢高差過大采暖建筑分時供暖機組辦公樓、學校教室及宿舍和廠礦車間等設施的采暖,有一半左右的時間不用采暖,通過分時供暖機組,需要供暖時,就使設施達到供暖要求;不需要時,就減少供熱量,使設施達到值班溫度,這樣可節(jié)約30%左右的熱能。分時供暖機組的三種基本型式
1.流量全供或停供:室外溫度較高的地區(qū),用戶流量為零;
2.流量全供或半供:室外溫度較低的地區(qū),用戶流量減小,供水溫度不變;
3.流量全供或半供加混水:室外溫度很低的地區(qū),用戶流量不變,供水溫度降低。電動流量閥加控制箱控制箱可分時將電動流量控制閥調到任何位置控制箱、電動流量閥和加壓泵控制箱可分時控制電動流量閥和加壓泵的啟停。組裝式混水機組利用先進的控制技術做到對工況參數的質—量綜合調節(jié)結合氣候補償器和電動流量控制閥,根據室外溫度與二次網供回水溫度來控制二次網系統(tǒng)的供熱量。循環(huán)泵變頻運行,滿足供熱負荷動態(tài)變化的調節(jié)要求。組裝式混水機組效果演示熱源循環(huán)泵與加壓泵聯用方案
供熱半徑較長(10Km左右)的大熱網,如果整個系統(tǒng)的阻力都用熱源循環(huán)泵來克服,那么循環(huán)泵的揚程太大(100m左右),不但電能浪費較大,因近端剩余壓頭過大,近端
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