【干货】集中供热系统二次网供暖参数优化研究

2018-04-11 20:49:24 举报

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目前我国集中供热系统的二次网供回水温度存在设计参数高、运行参数低的现象，同时集中供热系统应用形式呈现出多样性的特点。如何在不同的燃料价格和设备基价背景下，优化选择二次网供暖设计参数值得深入研究。调研了国内外集中供热系统的二次网供暖设计参数和我国部分城市二次网供暖运行参数情况，通过对二次网供暖设计参数的分析，优化二次网供暖设计参数。

集中供热系统二次网供暖参数优化的必要性

集中供热系统，属于操作较为复杂的系统工程。主要可以分为两大类，即一次网供热系统和二次网供热系统。其中，二次网供热系统又称为用户侧供热管网系统，是基于各类热媒参数的选择的系统工程。通过这些参数，二次网能够实现集中供热系统的运行及能耗的有效优化。因此，在设计供热系统时，应该事先了解供热系统的已知供热负荷值，并充分考虑和计算出其管路直径、经济比摩阻和供回水温差，以及对供回水温差技术经济分析等几个方面的内容。

从供热企业的角度来看，供热质量、经营管理和收费等方面作为一个互相联系、缺一不可的有机整体，一方面出现问题还会连带其他方面，进一步扩大了对企业供热的影响。同时，通过优化热网经济参数，还能够为供热系统创造经济效益和技术的改进。因此，在相关的负责人员制定运行调节曲线时，应从用户的实际室温情况出发，采集准确的运行参数信息，从而制定出符合客观实际的运行调节曲线，促使整个热系统能够实现协调运行。同时先了解影响设计参数和运行参数产生差异的因素，再结合相关理论展开分析和计算，将得到的设计参数运用到实践生活中，并在运用过程中不断地检验和修正，从而制定出经济有效的运行参数。

设计参数与运行参数产生差别的因素

在目前我国的二次网集中供热系统中，在室外气象达到设计参数工况时，室内采暖系统实际采集到的运行参数都相对较低，其中，供水温度大概在47.8℃～64.0℃之间，回水温度大概在40.0℃～53.6℃之间，实际供、回水温差比室内采暖系统的设计温差相差25℃左右。从集中供热系统基于热媒温度95℃/70℃（或85℃/60℃）的设计理念来看，系统供水温度停留在95℃（或85℃）仅有很短暂的时间，若真正运行起来却不曾实现。通过降低供水温度的方式，能够促使过滤的热效率补偿系统。而供暖热源选用换热器，则可以通过降低二次网供水温度，减少换热的面积。原因分析如下：

散热面积方面

一方面，实际散热面积，应该包括散热器、室内不保温管道，从一定程度上来说，相对于理论散热面积要偏大。

另一方面，用户误认为暖气片的数量增多与室温提高有关系，导致用户自行加装暖气片，增加了散热面积。

供热热指标日趋低于传统标准

就目前来看，供热热指标的设计参数在40 W/m2以下，但实际设计运行时考虑其他因素，加大了安全系数，供热热指标在 50W/m2～55W/m2左右，从中可以反映出实际建筑物的供水温度及回水温度低于设计参数。

水力运算

水力运算通常都会受到钢管型号、造价和使用条件等因素的干扰，致使水力运算无法实现真正意义上的均衡。就目前来看，解决水力失调现象的方法主要有人工调节关断阀、调节阀及平衡阀等三种。由于这几种方法都是采用人工调节的方式进行，不但增大了工作人员的工作量，而且也无法从根本上解决水力失调的问题。而采用自动控制的方法，则会大幅增加热网建设的成本。

实现设计参数和运行参数趋于一致的途径分析

在供热系统中，设计参数主要由管网的经济比摩阻、供回水温差、供水温度、管道温度降、管道保温厚度等构成。由于各个参数之间具有互相影响的特性，需要经过综合筛选以确保供热系统的经济合理。通过理论和实践相结合，得知其设计参数的获取方式是通过已知热源点位置与用户的热负荷分布，求出供回水温度、管道比摩阻及最佳热化系数等的最佳组合。其中，供水温度参数主要有6个环节内容，依次为热源、一次网、热力站、二次网、室内管网和散热末端等。在二次网供回水温差保持不变的前提下，采取降低其平均设计温度的方式，会相应增加散热末端初投资。若降低二次网温度，则很容易引起一次网运行温差增大，降低一次网的初投资以及循环水泵运行成本，让热力站换热温差变大，降低其初投资。

集中供热系统二次网供暖参数调研

二次网供暖运行参数调研

主要调研了黑龙江省（大庆）、吉林省（长春、通化、珲春）、北京市、河北省（衡水、保定）、山西省（太原、吕梁）、山东省（济南、青岛）等部分地区集中供热系统二次网的实际运行供回水温度，从我国集中供热系统调研案例可知，二次网的实际运行温差均小于设计温差25℃，本文调研案例的二次网在严寒期间的运行温差约为7.8～14.7℃这些系统在运行期间的室外平均温度约为-16.6～0.3℃，二次网供水温度约为47.8～64.0℃，二次网回水温度约为40.0～53.6℃。从调研可以得出我国北方地区部分城市集中供热系统二次网供回水温度的实际运行状况。如果折合到相同的室外温度工况下，我国集中供热系统二次网的实际运行参数呈现“北低南高，西高东低”的现象。

国外二次网供暖设计参数调研

根据国际能源署（IEA）出版的区域供热供冷手册的调研结果可知，从国外集中供热系统的设计参数可以看出，国外集中供热系统的二次网供回水设计参数存在向低温供热发展的趋势。其中丹麦、芬兰、德国、波兰和韩国等国家的纬度与我国北方供暖城市相近，这些国家℃/65℃等供回水设计参数。结合我国的实际情况，应该降低和重新修订我国集中供热系统二次网的设计供回水温度参数。

调研结果分析

根据对国内外集中供热系统的设计参数和实际运行参数调研可知：国内集中供热系统二次网供回水温度的设计参数多数采用95℃/70℃，85℃/60℃，也有采用75℃/55℃的；国外集中供热系统二次网供回水温度的设计参数多采用70℃/40℃，70℃/50℃，80℃/60℃，75℃/65℃等，室内温度设计参数为20℃；在本文调研的几个国内集中供热系统案例中，调研运行期间的室外平均温度约为-16.6～0.3℃，二次网供水温度约为47.8～64.0℃，二次网回水温度约为40.0～53.6℃；根据国内集中供热系统调研案例可知，这些案例的二次网运行温差约为7.8～14.7℃，均小于设计温差25℃。

降低二次网设计参数，不但能够促使热量回收增加，起到节能减排作用，同时，通过不断地研究探讨工作，深入了解二次网设计参数的相关内容知识，能够促使供热系统的各种参数得到优化，进而为供热企业带来更大的经济效益。针对二次网设计参数及运行参数存在的问题，需要我们立足于“实事求是”的工作态度，在进行二次网设计技术的改革和创新的过程中，最大限度做到认真负责，以期实现项目工程向节能、环保和经济等层面的转换。