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摘要:集中供热系統运行中,隔压站运行和管网调节的配合问题,其实质是热力工况和水力工况的配合。做好流量分配、减少水力失调、及时补水、维持管网定压值稳定,在保证用户采暖质量的前提下,积极探索隔压站运行方式的经济性。对于这些,本文以郑州市热力总公司裕中隔压站为例,加以简述。
关键词:隔压站运行;管网调节;配合;热力工况;水力工况
一、引言
随着郑州“国家中心城市”建设力度加大,市民生活质量需求提高,郑州集中供热事业步入了快速发展的轨道。面对新形势,郑州市热力总公司抢抓机遇、站位高远,牢固树立 “创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,积极推进“大热源、大调度、大联网、大客服、大维护”五大格局建设。在企业发展和环境保护的抉择中,瞄准一流,注重投入,大力发展“热电联产”和新能源热源供热,实施了“引热入郑”等一系列重大民生工程,为省会的城市发展和蓝天保卫工作做出了贡献。
郑州地势高差悬殊,尤其是南部地区高程相差达90多米,为保证供热系统运行安全,郑州市热力总公司南区供热分公司(以下简称南区)在“引热入郑”项目中设置了裕中隔压站,我们将裕中电厂至隔压站之间约25公里长的管网称零次网,隔压站至小区站房之间管网称一次网。裕中隔压站的设立,在热量输送过程中起到了“传热隔质”和“传热隔压”作用,以保证热量输送中零次网和一次网的热媒既相互独立又相互依赖。
就其本质而言,裕中隔压站依然是换热站,其运行具有换热站运行的共性,但作为联系南区零次网和一次网的枢纽,就其自身重要性、关联性而言,对隔压站运行和管网调节的配合提出了更高要求,本篇对此加以简述。
二、裕中隔压站主要设备参数
隔压站现有板换8台,循环泵4台,补水泵2台,主要参数如下。
1.板换技术参数
板式换热器型号 H350A-2.0/150(#1-#4)H350A-2.5/150(#5-#8)
基本传热量 MW 66(#1-#4)73(#5-#8)
板式换热面积 ㎡ 984(#1-#4)
设计压力 MPa 一级网侧:2.0;二级网测:1.6(#1-#4)一级网侧:2.5;二级网测:1.6(#5-#8)
热侧进水温度/回水温度/////huishuiwendu ℃ 135/75(#1-#4)
冷侧出水温度/回水温度 ℃ 120/65(#1-#4)
2.循环泵和补水泵技术参数
三、隔压站运行与管网调节的配合
1.配合中涉及的主要参数
在整个管网热量输送过程中,热媒遵守两个规律:热量恒定和能量恒定。
在理想状况下,零次网、隔压站板换、一次网热量Q0、Qb、Q1是不变的,即Q0=Qb=Q1,变形后:
cm0(tg0-th0)=KF⊿tm= cm1(tg1-th1)----①
就零次网或一次网每个独立循环系统内,其任意截面的能量是恒定的,即流体遵守伯努利方程:
Z1+P1/ρg=Z2+P2/ρg+⊿H1-2---------②
由上述两式分析看来,隔压站运行和管网调节配合问题主要考虑以下几个方面:热量、流量、温度、压力的配合。
2.热量配合
供热量、输热量、耗热量平衡是热网系统正常运行前提条件。对于多热源联网供热来说,随着室外气温降低,耗热量逐渐增加,当基本热源产热量不能满足耗热量时,尖峰热源需投入,以弥补热量不足。
南区热负荷主要是居民采暖负荷,日常运行中,按照总调统一制定的单耗曲线,核算每日需热量,零次网热量由热源集中调节、隔压站进行局部调节,一次网热量通过用户热力站,根据建筑节能、地暖、空调等情况,以控制二次侧供回温度均值为调节方式,分配热量。在裕中热源供热量不能满足南区用户耗热量时,需要做供热区域切割,以减少用热负荷,恢复供用热系统热量平衡。
3.流量配合
采暖质量的好坏以室温是否达标为依据,热力失调最根本的原因就是水力失调所致。因此,供热调节中做好流量平衡是一项常态工作。南区总结历年来调节工作中经验得失,形成一套符合实际的快速有效流量调节方法。
管网初调节属于流量粗分配,在对众多调节方法的实验考量后,南区采用简易快速法。调节前,一次网除分界阀和管网联通阀关闭外,所有主线、支线、站房一次侧阀门全开,启动隔压站循环泵,调节频率,保持总调确定的总流量,记录一次网监测点供回压差。调节时,按照每个站房所带面积和平均流量核算该站房流量,对于整个外网按照距隔压站或距主干线由近及远的顺序调节站房一次侧电调门,把流量调至理论值,稳定后记录隔压站和一次网监测点供回压差。由于各站房电调门关小,在总流量不变的情况下,管网流速增大,而管网阻力和流速平方成正比,我们会发现不仅初调前后水压图供回水压线斜率增大,隔压站循环泵的工作点也发生变化,流量减小、一次网供回压差增大,所以在管网调节时要调节隔压站循环泵频率,维持总流量不变,确保管网各环路资用压头。
管网热态精细化调节要在供热稳定后进行,调节要按照热用户的重要性、建筑节能状况、用户室内管网布设形式、散热设备类别等区别对待,并结合班组测温、热线反馈情况加以综合考虑,确定各用户站房维持二次网供回平均温度值。对于管网整体,每次局部调节都会改变整个管网阻力特性,从而改变循环泵工作点,因此,要做好隔压站设备运行调节,防止热网出现水力失调,影响管网热力工况稳定。
4.温度和压力配合
实际供热工作中,天气和气温随时在变,管网热量输送无论采用质调节、量调节,还是质、量并调,都直接反映在热媒的参数变化。温度和压力是表征供热质量的指标,同时也是影响供热系统安全的重要因素。
就裕中隔压站来说,零次网采用DN1200供热管道约25公里,如果温升率过快引起的管道膨胀量不能有效补偿,(下转第页)
(上接第页).其内应力会严重威胁管网安全。因此,零次网、一次网运行中要求控制温升率在5℃/h以下。在零次网、一次网通过隔压站板换进行热量交换时,两侧流量调节以保证零次侧回水不超温,一次侧供水温度不大幅波动为原则。
对于管网压力要求,首先是要为供热管网各环路提供足够资用压头,其次要保证供热管网设备承压能力安全。循环泵是管网热媒循环流动的动力源泉,为此,要保证循环泵特性和管网阻力特性相匹配,防止超压运行;同时要做好补水,确保定压点定压值稳定。如果补水不及时,造成定压点压力浮动,势必使供热管网水压图在静压线附近上下波动,管网由定压运行变为变压运行,严重时会造成水力失调、管网气化、倒空和超压。
南区零次网、一次网属于两个独立水循环,定压点分别设在新密石头山和隔压站循环泵前,定压值均为0.25MPa,对于零次网设计温度130/70,一次网设计温度120/65来说是安全的,不会造成气化。
因此,在裕中隔压站运行时,需密切关注管网参数的变化,同时,做好隔压站与零次网、一次网的调节配合,在保证最不利环路资用压头的条件下,做好隔压站循环泵运行方式与节能降耗工作。
四、结论
裕中隔压站运行和管网调节的配合问题涉及面较多,有待关注的问题也较多,综上所述,我们的分析结论就是:要保证南区供热系统安全经济运行,需在隔压站运行和管网调节的配合中确保系统的水力平衡和热力平衡。
作者简介:
刘军林(1968-8)男,汉,河南省郑州市,大专,热网调度。
关键词:隔压站运行;管网调节;配合;热力工况;水力工况
一、引言
随着郑州“国家中心城市”建设力度加大,市民生活质量需求提高,郑州集中供热事业步入了快速发展的轨道。面对新形势,郑州市热力总公司抢抓机遇、站位高远,牢固树立 “创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,积极推进“大热源、大调度、大联网、大客服、大维护”五大格局建设。在企业发展和环境保护的抉择中,瞄准一流,注重投入,大力发展“热电联产”和新能源热源供热,实施了“引热入郑”等一系列重大民生工程,为省会的城市发展和蓝天保卫工作做出了贡献。
郑州地势高差悬殊,尤其是南部地区高程相差达90多米,为保证供热系统运行安全,郑州市热力总公司南区供热分公司(以下简称南区)在“引热入郑”项目中设置了裕中隔压站,我们将裕中电厂至隔压站之间约25公里长的管网称零次网,隔压站至小区站房之间管网称一次网。裕中隔压站的设立,在热量输送过程中起到了“传热隔质”和“传热隔压”作用,以保证热量输送中零次网和一次网的热媒既相互独立又相互依赖。
就其本质而言,裕中隔压站依然是换热站,其运行具有换热站运行的共性,但作为联系南区零次网和一次网的枢纽,就其自身重要性、关联性而言,对隔压站运行和管网调节的配合提出了更高要求,本篇对此加以简述。
二、裕中隔压站主要设备参数
隔压站现有板换8台,循环泵4台,补水泵2台,主要参数如下。
1.板换技术参数
板式换热器型号 H350A-2.0/150(#1-#4)H350A-2.5/150(#5-#8)
基本传热量 MW 66(#1-#4)73(#5-#8)
板式换热面积 ㎡ 984(#1-#4)
设计压力 MPa 一级网侧:2.0;二级网测:1.6(#1-#4)一级网侧:2.5;二级网测:1.6(#5-#8)
热侧进水温度/回水温度/////huishuiwendu ℃ 135/75(#1-#4)
冷侧出水温度/回水温度 ℃ 120/65(#1-#4)
2.循环泵和补水泵技术参数
三、隔压站运行与管网调节的配合
1.配合中涉及的主要参数
在整个管网热量输送过程中,热媒遵守两个规律:热量恒定和能量恒定。
在理想状况下,零次网、隔压站板换、一次网热量Q0、Qb、Q1是不变的,即Q0=Qb=Q1,变形后:
cm0(tg0-th0)=KF⊿tm= cm1(tg1-th1)----①
就零次网或一次网每个独立循环系统内,其任意截面的能量是恒定的,即流体遵守伯努利方程:
Z1+P1/ρg=Z2+P2/ρg+⊿H1-2---------②
由上述两式分析看来,隔压站运行和管网调节配合问题主要考虑以下几个方面:热量、流量、温度、压力的配合。
2.热量配合
供热量、输热量、耗热量平衡是热网系统正常运行前提条件。对于多热源联网供热来说,随着室外气温降低,耗热量逐渐增加,当基本热源产热量不能满足耗热量时,尖峰热源需投入,以弥补热量不足。
南区热负荷主要是居民采暖负荷,日常运行中,按照总调统一制定的单耗曲线,核算每日需热量,零次网热量由热源集中调节、隔压站进行局部调节,一次网热量通过用户热力站,根据建筑节能、地暖、空调等情况,以控制二次侧供回温度均值为调节方式,分配热量。在裕中热源供热量不能满足南区用户耗热量时,需要做供热区域切割,以减少用热负荷,恢复供用热系统热量平衡。
3.流量配合
采暖质量的好坏以室温是否达标为依据,热力失调最根本的原因就是水力失调所致。因此,供热调节中做好流量平衡是一项常态工作。南区总结历年来调节工作中经验得失,形成一套符合实际的快速有效流量调节方法。
管网初调节属于流量粗分配,在对众多调节方法的实验考量后,南区采用简易快速法。调节前,一次网除分界阀和管网联通阀关闭外,所有主线、支线、站房一次侧阀门全开,启动隔压站循环泵,调节频率,保持总调确定的总流量,记录一次网监测点供回压差。调节时,按照每个站房所带面积和平均流量核算该站房流量,对于整个外网按照距隔压站或距主干线由近及远的顺序调节站房一次侧电调门,把流量调至理论值,稳定后记录隔压站和一次网监测点供回压差。由于各站房电调门关小,在总流量不变的情况下,管网流速增大,而管网阻力和流速平方成正比,我们会发现不仅初调前后水压图供回水压线斜率增大,隔压站循环泵的工作点也发生变化,流量减小、一次网供回压差增大,所以在管网调节时要调节隔压站循环泵频率,维持总流量不变,确保管网各环路资用压头。
管网热态精细化调节要在供热稳定后进行,调节要按照热用户的重要性、建筑节能状况、用户室内管网布设形式、散热设备类别等区别对待,并结合班组测温、热线反馈情况加以综合考虑,确定各用户站房维持二次网供回平均温度值。对于管网整体,每次局部调节都会改变整个管网阻力特性,从而改变循环泵工作点,因此,要做好隔压站设备运行调节,防止热网出现水力失调,影响管网热力工况稳定。
4.温度和压力配合
实际供热工作中,天气和气温随时在变,管网热量输送无论采用质调节、量调节,还是质、量并调,都直接反映在热媒的参数变化。温度和压力是表征供热质量的指标,同时也是影响供热系统安全的重要因素。
就裕中隔压站来说,零次网采用DN1200供热管道约25公里,如果温升率过快引起的管道膨胀量不能有效补偿,(下转第页)
(上接第页).其内应力会严重威胁管网安全。因此,零次网、一次网运行中要求控制温升率在5℃/h以下。在零次网、一次网通过隔压站板换进行热量交换时,两侧流量调节以保证零次侧回水不超温,一次侧供水温度不大幅波动为原则。
对于管网压力要求,首先是要为供热管网各环路提供足够资用压头,其次要保证供热管网设备承压能力安全。循环泵是管网热媒循环流动的动力源泉,为此,要保证循环泵特性和管网阻力特性相匹配,防止超压运行;同时要做好补水,确保定压点定压值稳定。如果补水不及时,造成定压点压力浮动,势必使供热管网水压图在静压线附近上下波动,管网由定压运行变为变压运行,严重时会造成水力失调、管网气化、倒空和超压。
南区零次网、一次网属于两个独立水循环,定压点分别设在新密石头山和隔压站循环泵前,定压值均为0.25MPa,对于零次网设计温度130/70,一次网设计温度120/65来说是安全的,不会造成气化。
因此,在裕中隔压站运行时,需密切关注管网参数的变化,同时,做好隔压站与零次网、一次网的调节配合,在保证最不利环路资用压头的条件下,做好隔压站循环泵运行方式与节能降耗工作。
四、结论
裕中隔压站运行和管网调节的配合问题涉及面较多,有待关注的问题也较多,综上所述,我们的分析结论就是:要保证南区供热系统安全经济运行,需在隔压站运行和管网调节的配合中确保系统的水力平衡和热力平衡。
作者简介:
刘军林(1968-8)男,汉,河南省郑州市,大专,热网调度。