集中供热系统管网节能技术

1、集中供热系统管网节能技术集中供热系统管网节能技术第1页现实状况管网失调严重，冷热不均，为确保最不利用户到达要求室温，各地纷纷采取下述方法：1。加大锅炉容量2。增大系统流量，加大循环水泵3。加大管径后果1。设备容量过大，投资增加2。电耗增加3。煤耗增加集中供热系统管网节能技术第2页水泵节电问题暖通空调行业水泵运行存在问题（1）系统设计不合理设计部门宁大勿小设计习惯, 设备选取余量过大，大马拉小车现象普遍存在，远离额定工况运行，效率大大降低管网设计不合理，系统失调问题严重（2）不合理技改办法造成电能浪费凭感觉，盲目增大用电设备，以小换大，多台设备并联（3）运行不合理造成电能浪费采取节流方法调整流量

2、，功耗太大用增大流量方法处理系统失调运行管理制度不健全集中供热系统管网节能技术第3页 建筑能耗快速增加,建筑节能开始成为中国节能重点中国城镇现有建筑面积共约420亿m2，每年人均完工新建房屋面积约1.5m2。尽管中国GDP只有全世界GDP4%，但房屋建设规模却超出世界各发达国家每年完工新建房屋面积之总和中国建筑单位面积采暖能耗到达气候条件相近发达国家23倍，甚至更高（而中国主要工业产品能耗与发达国家差距大部分只有10-30个百分点）.也就是说,我们正在以史无前例规模建造高耗能建筑集中供热系统管网节能技术第4页经过全方面推进建筑节能工作,要求到全国新建建筑全部严格执行节能50%设计标准，其中各特

3、大城市和部分大城市率先实施节能65%标准;开展城市现有居住和公共建筑节能改造,大城市完成改造面积25%,中等城市完成15%,小城市完成10%在此基础上到年实现大部分现有建筑节能改造,新建建筑东部地域要实现节能75%,中部和西部也要争取实现节能65%.建筑节能效果总体上靠近发达国家二十一世纪初普通水平集中供热系统管网节能技术第5页抓紧推进城镇供热体制改革建筑节能标准强制执行长久缺乏经济动力,可能难认为继,处理采暖能耗高问题也得不到经济动力各试点城市系统总结经验,在此基础上制订政策框架,公布新文件召开全国性会议,制订计划,加速推进要求各大中城市完成供热体制改革期限比较不一样计量控制系统,优选经济合

4、理技术方案与现有建筑节能改造相结合,以降低能耗供热体制改革与建筑节能办法相结合,使能耗降低,有利于弱势群体集中供热系统管网节能技术第6页开展现有建筑节能改造现有建筑占绝大多数,能耗更高只有现有建筑节能改造取得成效,建筑能耗才能大幅度降低要求前大城市改造25%,中等城市改造15%,小城市改造10%政府机关率先垂范,政府办公楼先行对冬天过冷结露、夏天过热建筑先行改造对能耗过高大型公共建筑限期完成改造试点示范,教授诊疗,研究出经济合理方案政府、业主等多方集资,可借鉴ESCO方式集中供热系统管网节能技术第7页节能标准关于供热系统节能要求 管网 锅炉1。不节能 85% 55%2。节能30% 90% 60

5、% 3。节能50% 90% 68%4。节能65% 92% 72% 集中供热系统管网节能技术第8页热水管网热媒输送到各热用户过程中存在各种损失。（1）管网因为向外散热造成散热损失；（2）管网上附件及设备因为漏水和用户放水而造成补水耗热损失；（3）经过管网送到各热用户热量，因为网路失调而造成各处室温不等造成多出热损失。集中供热系统管网节能技术第9页散热补水失调锅炉用户热源损失补水损失建筑物损失散热损失失调损失qmq 0q Hq 2q 1集中供热系统管网节能技术第10页同一城市，不一样热价保温材料厚度不一样，热价越高，需要保温层厚度越厚。聚氨酯保温层厚度小于玻璃棉保温层厚度。不一样气候区代表城市，相

6、同热价时，不一样气候区保温材料厚度不一样。严寒地域保温材料厚度有较大差异，严寒地域保温材料厚度差异不大。集中供热系统管网节能技术第11页集中供热系统管网节能技术第12页处理管网平衡方法 国内经验表明，管网因为不平衡，将造成供热企业浪费20%热量。集中供热系统管网节能技术第13页 集中供热系统管网节能技术第14页 集中供热系统管网节能技术第15页平衡问题1。失调原因 剩下压头没有消除 设计-热网、用户 施工后调整问题 系统压力分布集中供热系统管网节能技术第16页 集中供热系统管网节能技术第17页平衡问题假设有三个热用户，离热源距离不等，其室内系统主力损失= P4- P5均为3 mH2O。离热源近

7、热用户1供水压力P 1=40mH2O, 回水压力 P 2=32mH2O,管网提供给热用户1资用压头= P1- P2=40-32=8 mH2O，热用户1处网路剩下压头=8-3=5 mH2O。中间热用户2资用压头=4 mH2O，热用户2处网路剩下压头=4-3=1 mH2O。离热源远热用户3=3 mH2O，热用户3处网路剩下压头=3-3=0mH2O。假如剩下压头不消除，将造成用户1严重过热，用户2过热，用户3过冷。集中供热系统管网节能技术第18页平衡问题2。处理方法 1）手动调整阀 2） 平衡阀 集中供热系统管网节能技术第19页平衡问题 集中供热系统管网节能技术第20页平衡问题 集中供热系统管网节能

8、技术第21页平衡问题普通装在入口分级调整-枝状网多环路系统调整集中供热系统管网节能技术第22页调整方法：1。百分比法利用平衡阀（或者超声波流量计）测出各热用户流量，计算其失调度（失调度=热用户实际流量/热用户设计流量），然后从失调度最大区段调整起。在调整区段里，先从最末端用户开始，将其流量调至该区段失调度最小值，以其为参考环路，逐一调整其它热用户，使各个用户环路中流量失调度分别为参考环路失调度（每调以个用户，其值皆不相同）,此时，调整区段总阀门使总流量等于理想流量，则该区段已调各用户流量皆到达理想流量。集中供热系统管网节能技术第23页调整方法：2。赔偿法首先确定最末端热用户实 际阻力系数，进而

9、确定其阀 门在理想流量下阻力系数 和阀门开度，将阀门调到要 求开度；调整被调区段总阀门，使最末端用户流量为理想流量，由远而近，调整第二个末端用户阀门，使其流量为理想流量。在调整过程中，随时调整该区段总阀门，使最末端用户（即参考用户）一直保持理想流量，依次类推，逐一调整完各用户阀门，则供热系统各用户流量皆可调整至理想流量或靠近理想流量。集中供热系统管网节能技术第24页调整方法：3。快速简易调整法首先由近至远依次调整各 热用户，使近热源端用 户实际流量为理想流量 80%85%，中端用户实际流量为理想流量85%95%，远端用户为95%100%。假如调整过程中，有个别用户未到达预定调整流量，可暂时跳过

10、去，等候最终单独处理。这种方法可靠易行，流量误差在20% ，对用户室温影响不大，能够用在供热面积在20万m2以下热网上。集中供热系统管网节能技术第25页平衡问题3）流量控制阀集中供热系统管网节能技术第26页平衡问题使用动态流量平衡阀后，能够实现整个系统网络流量按需分配，不会出现某一用户供热不足而另一用户又太多情况，同时可使循环水泵在最正确工况点运行，利于节能。对于分户计量系统更应使用动态流量平衡阀。 集中供热系统管网节能技术第27页集中供热系统管网节能技术第28页平衡问题差压控制阀集中供热系统管网节能技术第29页2水泵节电暖通空调中水泵特征集中供热系统管网节能技术第30页2调速原理集中供热系统

11、管网节能技术第31页（1）大流量小温差运行在热网出现失调问题时，国内企业不是设置必要调整设备来处理失调问题，而是采取更换大功率水泵或增加水泵台数方法，来提升系统循环水量。当系统循环水量增加时，远端用户到达或者靠近设计流量，使散热器散热量增加；近端用户流量即使大大超出设计流量，但因为散热器散热能力已靠近极限，散出热量增加是有限。从而缓解了远处用户过冷问题，抑制了近端用户散热器散热能力，在一定程度上缓解了远近用户之间冷热不均问题。大流量运行方式没有从根本上消除供热系统水平热力失调问题，各个用户之间流量分配不均问题依然存在。流量增加，造成电机功率增加。而功率伴随流量三次方成正比，当流量增加到原来流量

12、两倍时，消耗功率则为原来功率8倍。利用八倍电耗换取缓解热网失调，是不可取做法。集中供热系统管网节能技术第32页（2）循环水泵水泵流量过大 在实际运行中，经常发觉热网循环泵流量过大，造成实际工作点C偏离设计工作点B。水泵工作点过份右移，假如超出了水泵特征区，水泵电机电流将超出允许额定值，从而造成电机过热，长久运行，甚至烧毁电机 集中供热系统管网节能技术第33页水泵工作点右移原因 管网设计时阻力计算过于保守。管壁粗糙度、比摩阻、局部阻力系数取值过于安全，造成计算结果与实际值偏差过大，使得管网实际特征曲线比设计计算出特征曲线低缓，在实际工程中这类情况较普遍。选择水泵扬程时保守。在扬程富裕系数、热源内

13、部阻力、用户阻力等数值确实定中，取高限不取低限，层层附加，安全加安全，结果使选择水泵扬程大大高于热网系统实际阻力。选择水泵流量大于实际所需流量。在热网分期建设时，热网循环水泵按最终容量选择，但在热网运行前几年，热网未到达最终容量，热用户少，运行流量大于实际所需流量。集中供热系统管网节能技术第34页（2）循环水泵水泵流量过大 改变水泵运行工作点方法有两种，一个是改变管网特征曲线，另一个是改变泵本身特征曲线。改变管网特征曲线，惯用方法是利用泵出口阀门进行调整。 改变泵本身特征曲线，能够经过采取叶轮切削或者变速调整方法来实现。变速方法很多。惯用方法有：变极对数调速、变频调速、串级调速、串电阻调速、电

14、磁离合器调速和液力耦合器等方法。 集中供热系统管网节能技术第35页2.1调整管路阻力特征经过调整泵出口或者风机入口阀门进行调整. 有能量损失,但使用方便,当前在大量应用.集中供热系统管网节能技术第36页2. 2调整泵与风机性能当转速降派到80时，流量降低到80%而轴功率却下降到额定功率（80）351：若流量需降低到40，则转速对应降低到40，轴功率下降到额定功率（40%）36.4。集中供热系统管网节能技术第37页2水泵节电暖通空调中水泵，需要按生产和工艺要求，调整流量。当前调整方法有2种：一个是调整管路阻力特征另一个是调整泵性能集中供热系统管网节能技术第38页2.3调整泵与风机性能惯用调速方法

15、切削叶轮交流电动机调速风机进口导流器调整 改变风机特征曲线 (改变导流器安装角,使进入叶轮气流方向改变,从而改变风机性能曲线) 结构简单操作方便在流量改变较少场所应用集中供热系统管网节能技术第39页2.4变频调速优点：无附加转差损耗，效率高，调速范围宽； 对于低负载运行时间较多，或起停运行较频繁场所，能够到达节电和保护电机目标。缺点：技术较复杂，价格较高。集中供热系统管网节能技术第40页2.5液力耦合器调速液力耦合器是一个利用液体介质传递转速机械设备，其主动输入轴端与原传动机相联结，从动输出轴端与负载轴端联结，经过调整液体介质压力，使输出轴转速得以改变。理想状态下，当压力趋于无穷大时，输出转速

16、与输入转速相等，相当于钢性联轴器。当压力减小时，输出转速对应降低，连续改变介质压力，输出转速能够得到低于输入转速无级调整。功率控制调速原理表明，传动速度改变，实质是机械功率调整结果。所以液力耦合器输出转速降低，实际是输出功率减小。设原传动功率为PM1，输出功率为PM2，损耗功率则为集中供热系统管网节能技术第41页1.背壳 2.涡轮 3.泵轮 4.外壳 5.电动执行器 6.勺管7.油泵 8.压力表 9.温度表 10.铂热电阻 11.压力变送器12.油冷却器 13.综合参数测试仪（现场用）14.综合参数测试仪（控制室用） 15.转速传感器16.转速仪 17.伺服放大器 18.电动操作器 19.液位

17、传感器20.液位报警器 21.电加热器 22.电加热自动控制器集中供热系统管网节能技术第42页3.0多级循环泵供热系统集中供热系统管网节能技术第43页3.1多级循环泵供热系统热源循环泵只负担热源内水循环热用户循环泵既负担热网循环泵输送功效，又负担在热用户建立必要资用压头功效。在热用户设置热用户热用户循环水泵，不但节电，而且也比较经济，其初投资不高，工程上轻易处理变推为抽节电33.8%集中供热系统管网节能技术第44页3.2设有均压罐循环泵供热系统设置均压罐连接方式热用户与热网之间不是绝对分离，热网水与热用户系统水在均压罐处出现了掺混，不过热用户与热网之间水力工况互不影响用于热网水温满足用户要求，

18、或者高于用户系统水温在设置均压罐连接方式中，热网与热用户系统中需要分别设置循环水泵集中供热系统管网节能技术第45页设置均压罐热用户 与热网连接方式应用现实状况在欧洲广泛应用北京某危改小区，5万平方米采取此方式北京某医院采取此方式3.2设有均压罐循环泵供热系统集中供热系统管网节能技术第46页3.2设有均压罐循环泵供热系统设置均压罐热用户 1）G1G2 T1=t1 (用户水温) T2 t2）G1G2 T1 t1 (用户水温) T2 t集中供热系统管网节能技术第47页3.2设有均压罐循环泵供热系统设置均压罐热用户 ）假如位于均压罐位置是一个旁通管，旁通管直径与热网供水管直径相同）均压罐可能最大流量，

19、设：均压罐直径 ，当 时， 这表明，均压罐比摩阻仅仅是旁通管比摩阻0.3%。 水流过均压罐总阻力损失比旁通管总阻力损失要小得多。 假如均压罐内流量小于最大流量，则其阻力损失会更小。 所以水流过均压罐产生阻力损失能够忽略不计，均压罐内各点压力值不受热用户流量改变影响，基本上是恒定。集中供热系统管网节能技术第48页3.3分布式变频循环泵供热系统设置均压罐热用户 ）均压罐内各点压力值不受热用户流量改变影响，基本上是恒定。2）均压罐作用有两个： 一个是混水功效 另一个是均压作用3）采取均压罐连接时，同过热用户流量改变时，流经均压罐流量也对应地改变，使得热网流量保持不变，而与均压罐相连热网回水温度T2要

20、改变。均压罐内压力分布没有改变，热网压力分布也没有改变。集中供热系统管网节能技术第49页3.2设有均压罐循环泵供热系统热网循环流量及水温表明：热网循环流量与热用户循环流量之比等于热用户供回水温差与热网供回水温差之比，集中供热系统管网节能技术第50页3.2设有均压罐循环泵供热系统均压罐连接特点热网设置主循环泵，用户设置分循环泵。热网与用户之间设置一个均压罐。系统能够不设分集水器集中供热系统管网节能技术第51页3.2设有均压罐循环泵供热系统例：某供热系统负担5个用户采暖。已知：热源与第1个用户之间间距为400m，每个热用户之间间距为400m，供回水管道总长为4000m，比摩阻为60pa/m。每个热用户流量均为30t/h，热用户内部阻力为50kpa，供热管道局部阻力为沿程阻力30%。集中供热系统管网节能技术第52页3.2设有均压罐循环泵供热系统方案一：常规系统形式热用户与系统直连。每户设置调整阀，消除剩下压头。计算结果表明：循环水泵 G= 150T/H H=362 kpa ，循环水泵效率取80%，循环水泵电耗为18.85KW。热用户1 热用户2热用户3热用户4热用户5热网压头kpa299.6237.2174.8112.450调整阀消耗压头pa249.6187.21