張銳

摘 要 為了能夠滿足城市居民的供熱需求，提升居民的生活水平，城市集中供熱正在逐步得到人們的認(rèn)可。由于我國(guó)科技水平的提高促使城市集中供熱正在變得更加方便操作，利用率得到提高，供熱時(shí)間變長(zhǎng)等，讓城市集中供熱得到了良好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 直熱式;供熱網(wǎng);熱力站

前言

直供式供熱管網(wǎng)熱力站則是采用更加科學(xué)、合理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)熱力站的設(shè)備和其他方面進(jìn)行全方位的監(jiān)控，以此來提升熱力站的管理水平，節(jié)約能源，促進(jìn)城市中央供暖的發(fā)展。

1直供式供熱管網(wǎng)熱力站設(shè)計(jì)的意義

直接供熱網(wǎng)絡(luò)熱站簡(jiǎn)稱配熱站，又被稱作分配站。這種熱力站主要是在熱源處添加了一個(gè)單泵系統(tǒng)，然后在循環(huán)水泵人口定壓，這是傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)所使用的方法。當(dāng)城市集中供熱的半徑相對(duì)來說比較大時(shí)，才會(huì)選擇這個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在城市集中供熱時(shí)會(huì)導(dǎo)致近端供水壓力比較高、供回水壓較低，而遠(yuǎn)端則是出現(xiàn)回水壓力較高、供回水壓較小，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)城市居民的用水產(chǎn)生比較大的影響，無法為居民的用水提供足夠的壓力，同時(shí)當(dāng)居民在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒灌或者超壓等現(xiàn)象，而這對(duì)于熱用戶來說是一種較差的體驗(yàn)。

由于城市規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，原有的城市建筑無法滿足現(xiàn)有的需求，需要對(duì)老舊的建筑進(jìn)行整改或者重建，然后在接駁供熱管網(wǎng)，但是在這種建筑施工當(dāng)中，由于環(huán)境因素和其他客觀因素，導(dǎo)致存在某些部分的供熱管網(wǎng)接入過程并未采用科學(xué)、合理的方式進(jìn)行，并未在管道鋪設(shè)之前進(jìn)行比較科學(xué)的計(jì)算，而在鋪設(shè)的過程當(dāng)中通常都是采用單一樹枝的模式實(shí)施的，并未采用網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋪設(shè)和延伸。而在另外一方面，原有的供熱管網(wǎng)無法提供足夠的供熱能力，因此在施工時(shí)會(huì)對(duì)管道進(jìn)行加粗，以此來提升供熱管道的熱負(fù)荷能力，而這種對(duì)管道加粗的施工也屬于違規(guī)操作。在城市的供熱系統(tǒng)當(dāng)中，供熱管網(wǎng)是基礎(chǔ)，只有將供熱管網(wǎng)在施工之前就預(yù)先規(guī)劃好，對(duì)城市規(guī)劃建筑當(dāng)中的所有區(qū)域都要進(jìn)行合理的布局，才能夠?yàn)槌鞘械陌l(fā)展提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)，促進(jìn)城市的全面發(fā)展。因此，在城市集中供熱網(wǎng)建設(shè)之前，必須先行采用科學(xué)、合理的方式進(jìn)行全面布局的設(shè)計(jì)[1]。

2供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要素

2.1 輸水溫度與管道外徑

輸水溫度與管道外徑都會(huì)對(duì)管道熱量輸送造成一定的影響，在供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到這兩個(gè)方面。其中，管道損失的熱量與不同管徑的水溫成正比。保持輸水管道的管徑不變，當(dāng)輸水溫度較低時(shí)，管道所散失的熱量比較低（溫度越低所散失的熱量越少），隨著溫度的升高，管道所散失的熱量會(huì)逐漸提升（溫度越高所散失的熱量越多）。

2.2 熱導(dǎo)率的影響熱導(dǎo)率

城市供熱網(wǎng)的熱效應(yīng)的影響主要因素為以下兩者：第一是土壤的熱導(dǎo)率，當(dāng)供熱管網(wǎng)的管徑保持不變時(shí)，管道的熱損失與土壤的導(dǎo)熱系數(shù)成正比。土壤導(dǎo)熱系數(shù)越高，管道損失的熱量越大。第二是管道的熱導(dǎo)率，當(dāng)供熱管網(wǎng)的管徑保持不變時(shí)，管道的熱損失與絕緣材料的導(dǎo)熱系數(shù)成正比，絕緣材料的導(dǎo)熱率越高，損失的熱量越多[2]。

3直供式供熱管網(wǎng)熱力站設(shè)計(jì)

3.1 基本情況

2013年我國(guó)曾對(duì)新疆某市的城區(qū)進(jìn)行過供熱改造，改造的主要目標(biāo)時(shí)熱源，此次改造將熱電廠凝氣器的作為供熱的熱源，達(dá)到節(jié)約能源的目的。新疆該城區(qū)傳統(tǒng)的熱源主要有地?zé)峋?、鍋爐，另外老舊的小區(qū)的散熱端主要為鑄鐵散熱器。由于新疆該城區(qū)的城市規(guī)模較小，同時(shí)城區(qū)地處平原地帶，地勢(shì)相對(duì)來說比較平緩，因此，在轉(zhuǎn)化過程中使用了直接埋地直接加熱，通過使用這種方式來防止熱用戶在使用時(shí)不會(huì)出現(xiàn)倒空或者超壓現(xiàn)象，根據(jù)城市劃分區(qū)域，依據(jù)區(qū)域規(guī)模的大小來判定壓力損失，對(duì)于一般的家庭管網(wǎng)，庭管壓力通常保持在10～15m左右，而當(dāng)所處區(qū)域位于環(huán)路時(shí)，庭院管網(wǎng)壓力下降到10m。

3.2 不同情況下熱分配站的設(shè)計(jì)

（1）無高層建筑的熱用戶。對(duì)于無高層建筑的熱用戶，為了滿足整棟建筑居民的供熱需求，需要將定壓維持在30m以上才能夠保證熱用戶的最低要求。當(dāng)城市區(qū)域內(nèi)老舊小區(qū)較多時(shí)，它的終端散熱器通常是傳統(tǒng)的鑄鐵散熱器。另外在計(jì)算統(tǒng)鑄鐵散熱器承壓能力時(shí)，要考慮到老舊的小區(qū)內(nèi)部供熱管網(wǎng)老化這一個(gè)問題，我們還需要確保地板上的壓力不超過4000米，在本文當(dāng)中，考慮到供水管網(wǎng)的安全性，防止出現(xiàn)倒空現(xiàn)象，有必要將用戶建筑后壁管道的壓力維持在30至38m之間（本文選擇38m以減少其他因素的影響）。根據(jù)上述熱用戶壓降的假設(shè)，還需要將熱量分配站的二次網(wǎng)絡(luò)熱水供應(yīng)管壓力設(shè)定為45m，并將回流管壓力設(shè)定為33m。這個(gè)設(shè)定是為了保證能夠滿足所有的熱用戶的需求?，F(xiàn)在，就根據(jù)以及網(wǎng)供回水壓力的實(shí)際情況，以及其他出現(xiàn)的影響因素對(duì)熱分配站的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的探討。這個(gè)旁通管道的作用一方面是為了當(dāng)施工竣工時(shí)，需要對(duì)整個(gè)的一級(jí)網(wǎng)內(nèi)部的管道進(jìn)行清理，防止各種雜質(zhì)或者垃圾進(jìn)入二級(jí)網(wǎng);另外一方面是當(dāng)二級(jí)網(wǎng)與一級(jí)網(wǎng)斷開時(shí)，一級(jí)網(wǎng)的熱水可以通過該旁通管他排除，保證一級(jí)網(wǎng)的安全。因此，在設(shè)計(jì)熱量分配站時(shí)為原網(wǎng)絡(luò)的回壓，必須考慮到除污器，保證二級(jí)網(wǎng)的衛(wèi)生和安全性。

（2）有高層建筑的熱用戶。對(duì)于無高層建筑的熱用戶，為了滿足整棟建筑居民的供熱需求，將定壓維持在30m以上時(shí)就無法保證熱用戶的最低要求。因此，當(dāng)遇到這種建筑時(shí)需要對(duì)高層建筑劃分區(qū)域，采用相應(yīng)的措施來防止供熱管道出現(xiàn)倒空現(xiàn)象。面對(duì)建筑內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了防倒空手段時(shí)，那么熱分配站就無須考慮這種問題，但是面對(duì)那些并未設(shè)置防倒空手段時(shí)，那么熱分配站就需要考慮這個(gè)問題，通常為了解決這個(gè)問題，配熱站通常采用閥前調(diào)壓防止放空。在本文中假設(shè)建筑的高度為54m，為了達(dá)到閥前壓力調(diào)節(jié)閥工作的最低值，保證閥前壓力調(diào)節(jié)閥的正常工作，需要將調(diào)節(jié)彈簧開發(fā)壓力值調(diào)節(jié)到57m。在另外一方面，還需要考慮到閥前壓力調(diào)節(jié)出現(xiàn)意外情況而出現(xiàn)關(guān)閉，為了保證高層建筑的回水壓力要不低于60m，在結(jié)合其他的實(shí)際要求，需要將二級(jí)熱分配站內(nèi)的回水管壓力設(shè)置為67m。而對(duì)于那部分接近或者正處于一級(jí)網(wǎng)近端的熱用戶，為了防止供水管道由于壓力過大而出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象，需要在其使用的供水管上添加一個(gè)減壓閥，而對(duì)于高層的熱用戶，有必要在后管區(qū)域添加一個(gè)預(yù)閥壓力調(diào)節(jié)閥。

3.3 分布式變頻泵供熱系統(tǒng)

選擇分布式變頻泵壓頭的原因是由于傳統(tǒng)的分布式變頻循環(huán)水泵的供熱系統(tǒng)，因此為了保證供熱管網(wǎng)能夠獲得足夠的壓力需求，在選擇水泵時(shí)會(huì)考慮揚(yáng)程較大的水泵，但是這種水泵在提供足夠的壓力時(shí)，將導(dǎo)致在熱網(wǎng)前端的資金引腳過剩，損耗更多的能源。分布式變頻泵系統(tǒng)由變頻泵提供，因?yàn)樘峁┝嗣總€(gè)管網(wǎng)所需的功率。因此能夠節(jié)省更多的動(dòng)力，減少多余的消耗。

對(duì)于上面所描述的系統(tǒng)，其主要的特點(diǎn)就是將獨(dú)立的熱網(wǎng)循環(huán)泵移除，其中熱用戶循環(huán)泵擁有兩個(gè)方面的作用，第一個(gè)是熱網(wǎng)循環(huán)泵輸送熱水，第二個(gè)是為熱用戶提供資用壓頭;而熱源循環(huán)只會(huì)對(duì)內(nèi)部的熱源循環(huán)起作用[3]。

4結(jié)束語(yǔ)

城市集中供熱對(duì)于一個(gè)城市的發(fā)展極為重要，能夠促進(jìn)整個(gè)城市的協(xié)調(diào)發(fā)展，保證良好的供熱能夠提高城市居民的生活質(zhì)量和水平。而城市集中供熱首要考慮的問題就是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和降低成本，在為城市提供足夠的供熱需求的同時(shí)減少污染，這樣才能夠在提高人民生活質(zhì)量的同時(shí)，也能夠保證城市的基本發(fā)展需求，促進(jìn)城市的發(fā)展速度。

參考文獻(xiàn)

[1] 林艷.集中供熱網(wǎng)智能控制方法的研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2003.

[2] 盧雪松.集中供熱網(wǎng)數(shù)值模擬仿真研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2009.

[3] 果俊梅，劉金平，李孝平.熱力站調(diào)節(jié)控制方法的探討[J].區(qū)域供熱，2010，（04）：58-65.