李云飛

摘 要：文章論述了熱水集中供暖系統(tǒng)常見的問題，并從設(shè)計、施工、運(yùn)維及熱用戶等方面對其原因進(jìn)行了深入的分析，在此基礎(chǔ)上提出了解決熱用戶間冷熱不均和二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重的方法。

關(guān)鍵詞：集中供暖；冷熱不均；二次管網(wǎng)；失水

引言

新中國成立以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國供暖事業(yè)得到了迅速的發(fā)展。熱水集中供暖系統(tǒng)因其熱能利用率高、衛(wèi)生條件好、輸送距離遠(yuǎn)、供熱半徑大、供熱工況穩(wěn)定及可有效利用熱電廠汽輪機(jī)的低壓蒸汽、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用在各類建筑中。然而因設(shè)計、施工、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)和用戶偷水、放水等原因，熱水集中供暖系統(tǒng)常常出現(xiàn)冷熱不均和二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重等問題。既無法滿足用戶舒適度的需求，又增加了供暖系統(tǒng)的能耗。

1 熱水集中供暖系統(tǒng)常見的問題

1.1 冷熱不均

熱用戶間冷熱不均現(xiàn)象在熱水集中供暖系統(tǒng)中非常常見，其主要是由熱用戶之間水力失調(diào)引起的。熱水供暖系統(tǒng)中，各熱用戶的實(shí)際流量與要求的流量之間的不一致性，稱為該熱用戶的水力失調(diào)。水力失調(diào)在熱水集中供暖系統(tǒng)中十分常見，其具體表現(xiàn)為垂直失調(diào)和水平失調(diào)兩種形式。

1.1.1 垂直失調(diào)

在供暖建筑物內(nèi)，同一豎向的各層房間的室溫不符合設(shè)計要求的溫度，而出現(xiàn)上、下層冷熱不均的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)垂直失調(diào)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及城市土地資源的日趨緊缺，我國的住宅等建筑逐步向高層、超高層方向發(fā)展。而在建筑高度增加的同時，熱水集中供暖系統(tǒng)垂直失調(diào)問題也日趨嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)供暖系統(tǒng)上、下層部分房間溫度過高、散熱器散熱能力得到抑制，部分房間溫度又達(dá)不到設(shè)計要求的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了房間的舒適度。

1.1.2 水平失調(diào)

供暖系統(tǒng)中，在遠(yuǎn)近立管處出現(xiàn)流量失調(diào)而引起在水平方向上冷熱不均的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)的水平失調(diào)。常見的水平失調(diào)現(xiàn)象就是供暖系統(tǒng)“近熱遠(yuǎn)冷”，其供熱品質(zhì)極為惡劣。為滿足遠(yuǎn)端用戶的需求，供熱企業(yè)經(jīng)常采用“大流量、小溫差”的運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式在一定程度上提高了遠(yuǎn)端用戶的室溫，但是冷熱不均現(xiàn)象仍然存在，且供暖系統(tǒng)能耗大大增加，嚴(yán)重違背了“綠色、低碳、節(jié)能、環(huán)?！钡陌l(fā)展要求。

1.2 二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重

由于熱水供暖系統(tǒng)管網(wǎng)老化致使管道和附件的熱水泄露以及用戶私自放水等原因，很多熱水供暖系統(tǒng)二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重。二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重，既造成了大量的水資源浪費(fèi)，又使得供暖單位的運(yùn)行成本有所增加，還會影響供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定性、造成系統(tǒng)水力失調(diào)。供暖系統(tǒng)二次管網(wǎng)失水也會使其存在安全隱患，對于系統(tǒng)的工況穩(wěn)定極為不利，嚴(yán)重地束縛了供暖及運(yùn)維單位的穩(wěn)定、快速發(fā)展。

2 熱水集中供暖系統(tǒng)常見問題原因分析

2.1 冷熱不均的原因

冷熱不均的根源在于水力失調(diào)。本文從垂直失調(diào)和水平失調(diào)兩方面分析了造成熱用戶間冷熱不均的原因。

2.1.1 垂直失調(diào)的原因

單管系統(tǒng)和雙管系統(tǒng)垂直失調(diào)的原因是不同的，單管系統(tǒng)垂直失調(diào)是由于各層散熱器的傳熱系數(shù)K隨各層散熱器平均計算溫度差的變化程度不同引起的，雙管系統(tǒng)的垂直失調(diào)是由于通過各層散熱器的循環(huán)作用壓力不同造成的。垂直失調(diào)的后果是上、下層冷熱不均，導(dǎo)致垂直失調(diào)的原因具體可歸納為以下幾點(diǎn)：（1）對高層建筑沒有進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，致使上、下層散熱器循環(huán)作用壓力差別明顯。（2）熱力計算時，供熱干管、支管的散熱量被忽視。（3）由于管道系統(tǒng)規(guī)格的限制，設(shè)計時無法使供暖系統(tǒng)各立管之間、各層之間完全實(shí)現(xiàn)水力平衡。（4）設(shè)計和選擇散熱器面積時，因散熱器規(guī)格的限制，無法完全滿足設(shè)計要求。（5）運(yùn)行水溫和流量偏離設(shè)計工況。

2.1.2 水平失調(diào)的原因

水平失調(diào)在熱水集中供暖系統(tǒng)中最為常見，是水力失調(diào)的主要表現(xiàn)形式，其主要是由以下幾方面因素引起的：（1）在供暖系統(tǒng)設(shè)計時，一般以滿足最不利環(huán)路用戶所必需的資用壓頭為依據(jù)，而供暖管道又存在離散性，致使其它環(huán)路的資用壓頭有不同程度的富裕量，為水力失調(diào)的產(chǎn)生創(chuàng)造了客觀條件。（2）供熱面積擴(kuò)大，供暖管網(wǎng)的某些管段流通能力不夠，又沒有及時改造管網(wǎng)，導(dǎo)致水平失調(diào)。（3）循環(huán)水泵選擇不當(dāng)，流量、壓頭過大或過小，都會使工作點(diǎn)偏離設(shè)計狀態(tài)而導(dǎo)致水平失調(diào)。（4）系統(tǒng)中用戶的增加或減少及用戶用熱量的變化，要求網(wǎng)路流量重新分配而導(dǎo)致水平失調(diào)。（5）當(dāng)施工條件有限制時，管路建造的實(shí)際情況可能與設(shè)計的有很大差別。實(shí)際運(yùn)行時會偏離設(shè)計的平衡狀態(tài)，從而產(chǎn)生水力失調(diào)。

2.2 二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重的原因

熱水集中供暖系統(tǒng)二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重原因主要有四點(diǎn)。（1）二次管網(wǎng)的正常泄漏。在熱水集中供暖系統(tǒng)中二次管網(wǎng)的閥門、補(bǔ)償器、排空閥、泄水閥等附件的跑冒滴漏及排污等，會造成少量失水。（2）二次管網(wǎng)使用時間過長，且沒有得到有效維護(hù)，造成管網(wǎng)老化嚴(yán)重，出現(xiàn)大量的結(jié)垢以及嚴(yán)重的內(nèi)部腐蝕，漏點(diǎn)頻出，造成失水。（3）突發(fā)事故造成失水。二次管網(wǎng)中的管道、閥門、軟連接、三通、彎頭等設(shè)備受到外力作用或系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力影響而突然損壞，從而造成失水。（4）用戶私自放水。有些不熱的用戶采用泄水的辦法來增加流速，提高室內(nèi)溫度，以及部分用戶使用二次管網(wǎng)中的熱水來洗滌衣物等，都會造成二次管網(wǎng)的失水。其中后三條原因會引起二次管網(wǎng)非正常失水，是造成二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重的主要原因，應(yīng)采取有效措施加以解決。

3 解決方法

3.1 冷熱不均的解決方法

為了解決因水力失調(diào)而引起的熱用戶間冷熱不均的問題，不少供熱企業(yè)一味地加大循環(huán)泵的頻率或增加循環(huán)泵的運(yùn)行臺數(shù)，最終導(dǎo)致供暖系統(tǒng)以“大流量、小溫差”的方式運(yùn)行。這種運(yùn)行方式雖然在一定程度上提高了室溫過低的熱用戶的室內(nèi)溫度，但熱用戶之間的水力失調(diào)問題并沒有得到解決。且“大流量、小溫差”的運(yùn)行方式既造成了熱量浪費(fèi)，又造成了電量浪費(fèi)，是一種大投入、高能耗、低產(chǎn)出、落后的運(yùn)行方式。必須采取有效措施，消除用戶之間的垂直失調(diào)和水平失調(diào)，才能在根本上解決熱用戶間冷熱不均的問題。

3.1.1 垂直失調(diào)的解決方法

（1）對高層建筑進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，減小上下層散熱器間循環(huán)作用壓力的差值，從設(shè)計層面減小垂直失調(diào)的影響。（2）進(jìn)行熱負(fù)荷計算時，考慮管道的散熱量；散熱器選型時，選擇單片散熱面積小的散熱器，減小散熱器面積不匹配造成的影響。（3）在供暖系統(tǒng)立管和散熱器入口支管上設(shè)置調(diào)節(jié)性能好的閥門，并對系統(tǒng)實(shí)施初調(diào)節(jié)。（4）在供暖系統(tǒng)立管設(shè)置平衡閥、散熱器入口支管上設(shè)置溫控閥。

3.1.2 水平失調(diào)的解決方法

（1）確保熱負(fù)荷計算和水力計算的準(zhǔn)確性，對各環(huán)路進(jìn)行合理的流量分配，盡量消除近端管網(wǎng)超流量短路，遠(yuǎn)端管網(wǎng)流量小、回水溫度過低現(xiàn)象。（2）系統(tǒng)比較大時應(yīng)采用同程式。異程式雖然節(jié)省管材，但各循環(huán)管路內(nèi)阻力難于平衡。同程式雖然投資較多，但其效果要好得多，便于調(diào)整運(yùn)行。（3）通過附加阻力來消除用戶剩余資用壓頭。在確保循環(huán)水泵的流量及揚(yáng)程足夠的基礎(chǔ)之上，在用戶系統(tǒng)安裝相對較為完善的調(diào)節(jié)閥、平衡閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥等裝置。通過對附加阻力的改變，使得剩余資用壓頭能夠得到較好地調(diào)節(jié)，從而有效解決水平失調(diào)問題。（4）通過附加壓頭提高用戶不足的資用壓頭。如果系統(tǒng)循環(huán)水泵的實(shí)際揚(yáng)程不足，可在各個供熱系統(tǒng)的用戶系統(tǒng)入口處安裝不同規(guī)格的小流量、小揚(yáng)程、可變頻自動調(diào)節(jié)的水泵以彌補(bǔ)資用壓頭的欠缺，并做好水力調(diào)節(jié)，使各個環(huán)路實(shí)現(xiàn)阻力平衡。（5）全面水力平衡。通過對靜態(tài)水力平衡以及動態(tài)水力平衡進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，以確保整個供熱系統(tǒng)的水力平衡。這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)相對復(fù)雜的供熱系統(tǒng)的水力平衡調(diào)節(jié)，同時又能從根本上解決水力失調(diào)問題，能夠最大限度在節(jié)約能源。但是，全面水利系統(tǒng)平衡解決方案的投入也相對比較大，施工難度也比較高，因此其適用的范圍也相對比較有限。

3.2 二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重的解決方法

針對二次管網(wǎng)失水的問題可采取以下措施進(jìn)行解決。（1）由于安裝供暖系統(tǒng)時使用了大量的連接件，而隨著時間的推移或者由于安裝密封時不注意，很容易使連接密封部分發(fā)生跑冒滴漏。在日常供暖工作中，應(yīng)對這一現(xiàn)象進(jìn)行定期或不定期檢查，發(fā)現(xiàn)有漏水要及時處理。同時在管路系統(tǒng)中安裝監(jiān)控設(shè)備，對供暖系統(tǒng)中的壓力進(jìn)行檢測，對發(fā)現(xiàn)壓力不足的部分要進(jìn)行重點(diǎn)排查，查找漏點(diǎn)，及時進(jìn)行搶修。（2）加大對老舊二次管網(wǎng)的改造力度。在非供暖季加強(qiáng)對供暖管線的檢查力度，盡量做到檢查范圍全覆蓋，對年久失修、腐蝕嚴(yán)重的二次管網(wǎng)進(jìn)行徹底的更換改造。（3）供暖過程中應(yīng)對系統(tǒng)補(bǔ)水進(jìn)行處理，使其PH值維持在8左右，以減少管道內(nèi)銹蝕發(fā)生的概率。（4）加強(qiáng)對運(yùn)行維護(hù)人員的教育和管理，提升其運(yùn)維及故障判斷和查找能力。供暖過程中，運(yùn)行人員應(yīng)隨時關(guān)注供回水溫度、流量、壓力、水泵轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常情況立即進(jìn)行檢查，及時查明發(fā)生故障的位置，以便及時進(jìn)行搶修。（5）對于熱用戶私自放水問題，既要到用戶家中進(jìn)行檢查、拆除私自加裝的部件、防止其大量放水，又要在二次管網(wǎng)供水中添加“臭味劑”或其他有顏色并且可以防腐、防垢的添加劑。同時要加強(qiáng)對用戶的宣傳教育力度，使其了解二次管網(wǎng)失水過多的危害。

4 結(jié)束語

熱水集中供暖系統(tǒng)因其各項優(yōu)勢而在日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，但熱用戶間冷熱不均和二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重等問題一直困擾著供熱企業(yè)和運(yùn)維單位，而這些問題的解決需要從設(shè)計、施工、運(yùn)維及熱用戶等多方面尋求方法。既要在前期做好相關(guān)設(shè)計工作，采取有效措施解決水力失調(diào)問題，避免冷熱不均；又要嚴(yán)格按照設(shè)計的要求進(jìn)行施工，并做好系統(tǒng)調(diào)試和水力調(diào)節(jié)；還要在運(yùn)維過程中加強(qiáng)系統(tǒng)巡視，密切關(guān)注各項重要參數(shù)變化情況，加強(qiáng)對老舊二次管網(wǎng)的改造，并采取各種措施減少或者避免供回水管路失水；同時要加強(qiáng)對用戶的監(jiān)管和教育，防止其私自放水。在綜合運(yùn)用各項措施，解決熱用戶冷熱不均和二次管網(wǎng)失水嚴(yán)重等問題，保證供暖工作正常進(jìn)行。

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