供热机组在区域供热中的优势

供热机组在区域供热中的优势1.1热交换站种类随着供热规模的不断扩大，单纯地采用直接连接已不太可能，采用热交换站的间接连接就应运而生。在整个民用建筑的供热系统中，热力站投资约占工程总投资的30％，而热力站的土建投资约占热力站投资的20％，因此优化热力站设计、减少热力站的占地面积、节省热力站的投资，就能明显地降低整个供热工程的投资。而带控制技术的热力站机组更能降低供热系统的运行费用。就我国目前的供热状况而言，要求热力站机组控制有以下四个层次。第一个层次，即没有任何控制水平的热力站机组，也就是把目前常规换热站内的所有设备进行简单组装，体，仅实现水泵的启停和温度、压力等参数的就地观测。拼凑成一个整第二个层次，即初级控制水平系列，它要求热力站机组能就地自力式完成流量的限制，以及温度、压力等参数的就地观测。第三个层次即中实现就地供热量（可能含循环流量）的自动调节以及温度（可能含流量、压力、供热自动测试与显示。等控制水平，它要求热力站机组能量、阀位）等参数的第四个层次亦即最先进的控制系列，即实现供热系统的全网计算机自动监控，它要求热力站机组能完成供热量、循环流量的就地自动控制，供热量、流量、温度、压力、阀位等参数的就地自动测试、显示和远程传送，便于实现供热系统的集中监控管理和实现按热力站计量收费。智能型供热机组属于第四个层次，但又高于第四个层次。它具备以上三个层次的物理优点，除了对换热站内的参数实现监控外，还可以扩展到对二次网某些重点或典型用户进行监控，这样运行管理人员能做到“心中有数”。智能型供热机组包括板式换热自动控制设备，以及所必需的管道、阀门等附件。同时,还有定压补水系统、水处理系统、变压变流量控制系统、热量计、网络通讯控制系统等。机组运到现场后，只需与系统的热源管道，用户管道及补给水管道连接，并给控制开关通上电源即可投入运行。1.2智能型供热机组特点器、热水循环泵、补水泵、除污器、温度计、压力表、传感器、1.结构布置合理、紧凑，减小占地面积，减少初投资。2.成套供货，减少管道的安装量，一方面缩短施工周期，减少了安装费用，另一方面减少了热量损失的可能。3.缩短设计工期，提高设计质量。4.操作维修方便，同时考虑了运输，吊装，就位的方便。

5.机组热效率高，并配有热量计量装置，可实现按热力站计量收费。6.清洁的运行环境，噪音低，使热力站的运行条件大大改善。7.与当地供热行业管理部门的要求一致，符合区域供暖方设计和有关部门的特殊要求，全面解决热力站的各种疑难问题。8.选用部件产品质量优良，性能可靠，并配有详细的技术资料，操作维修手册。1.3智能型供热机组优势智能型供热机组除了上面所述的优点外，与同类型的其它全自动机组相比，还有以下优势：1）、高效传热在一些设计和运行管理的人员中，普遍认为板式换热器的压降不能超过0.07Mpa。由于这一限制，板换内的水流速通常在0.2~0.3m/s之间运行。与这一流速相对应，传热系数只有2000~3000W/m2。由于传热系数过低，在传热面积的估算时，通常认为1平方米的传热面积只能供500平方米的住宅建筑面积。实际上板换（有些国产的板式换热器也是如此），当水流速度在0.5~0.6m/s时，传热系数一般都能达到5000~6000w/m2。也就是说，如果按这一较高的传热数选择板换，则1平方米传热面积就可供800平方米以上的住宅建筑面积，同一个供热规模的热力站，板换的传热面积就可减少1/3。系样应该看到，板换的最大优点就是高效传热，如果我们设计的板换，其传热系数不在5000~6000w/m2下运行，而是在2000~3000w/m2下运行，那就是舍其长而用其短，不但技术上是不合理的，而且在运行经济上也是很大的浪费。现在的症结应回到板换的允许压降上，如果板换压降不允许超过0.07Mpa，则板换的流速始终在0.2~0.3m/s之间而达不到0.5~0.6m/s，则板换的运行无法达到高效传热。那么，板换的允许压降为什么不可以突破0.07Mpa呢?比较流行的说法，是怕提高一压力。实际上，这些担心是没有必要的。从系统设计水压图上分析，就能发现系统上的绝大多数热力站，其外都有足够的富余，而在实际运行中，人们又常常看到，系统的末端热力站给不出足够的资用压头。这种设计工况与运行工况的不一致，也就是水平失调的发生，从根本意义上说，正是由于系统中上游的热力站实际压降过小，没有把多余的资用压头消耗掉的原因所致。因此，从这个意义上说加大供热系数中上游热力站的运行压降，不但可以增加板换流速强化其传热性能而且能够消除其多余资用头，提高系统末端的资用压头，为系统末端热力站的高效传热提供了可能。次网系统循环水泵扬程，增加电耗，也怕外网提供不了更大的如果我们把供热系统看成一个整体，网资用压头资用压而目前，供热系统中上游端的换热站的或其它调节阀所消耗掉了，以至于水流经过这些阀门时产生的噪音其它一些热网实现了自动控制的系统中，其“富余压差”也都是由电动调节阀或自“富余压差”都是由自力式流量平衡阀很大。即使在

力式流量平衡阀所消耗。如果把这些“富余压差”都消耗在板式换热器上，则板式换热器的传热系数将大大提高。至于说，增加板换的允许压降，一定要提高系统循环水泵扬程，也是一种误解。事实上，供热系统中上游热力站，克服多余的资用压头，绝不会增加循环水泵的扬程。相反，系统水力工况得到改善，系统末端资用压头的提供高，足以改善循环水泵的有效功率。只要设计合理，在增加热力站板换允许压降时，完全可以做到不提高循环水泵的扬程。影响提高板换允许压降的另一个因素是，热力站的一二次网流量偏差较大。当一次网板换流速按0.5~0.6m/s设计时，二次网的板换流速可能更大，以致板换压降超过允许值。解决这类问题，可以采用不等截面的板换，也可在热力站采用不同的连接方式。对于不等截面板换，目前可以做到一二次网流量比为1：4的的范围，技术上是完全可行的。综上分析，智能型热力站供热机组的设计中，将板式换热器的允许压降从目前的0.07Mpa(7mh20)提高到0.1~0.12Mpa(10~12mh2o)，使板换的流速达到0.5～0.6m/s，传热系数为5000～6000w/m2的参数下运行。这样，每一平方米的传热面积就可以供800平方米以上的住宅建筑面积，以充分发挥板换强化传热的优势。2）、先进的控制技术目前国外产品（包括气温补偿器）一般都是根据二次网的供水温度调节一次网流量进而控制二次网的供热量。但是从温度调节的基本关系式可知，只有当二次网的循环流量等于设计流量时，二次网的供水温度才是室外气温（亦即热负荷）的单值函数，这时调节二次网的供水温度才能等于调节二次网的供热量。由于国外供热系统在室内系统的散热器前普遍安装温控阀，在温控阀的调节作用下，二次网的循环流量可以保证在设计条件下运行，这时调节二次网的供水温度进而实现二次网的供热量调节是可行的。但是在我国，二次网室内系统中安装温控阀的是少数，再加上存在冷热不均的失调现象，以致流量分配不均。在这种情况下，要保证二次网流量按设计条件运行是很难的。可以说在我们大多数二次网系统的循环流量是在大于设计流量的工况下运行，此时按照二次网的供水温度进行自动调节控制，二次网必然是过热的，将造成不必要的浪费。通过分析，不难发现，只有二次网的供回水平均温度才是室外气温（亦即热负荷）的单值函数，而与二次网的循环流量的大小没有关系，也就是说不管二次网循环流量的大小如何，只要二次网的供回水平均温度一定，二次网的供热量也就一定了。因此适合我国国情的二次网供热量的调节，应该是调节二次网的供回水平均温度，而不是二次网的供水温度。按照上述方法设计的智能型供热机组，不管二次网是否安装了温控阀，是否是大流量运行，是否是变流量运行，只要根据温度调节曲线控制二次网的供回水平均温度，就能实现供热量的调节。

3）、独特的定压补水系统目前，在供热系统中还有很多地方采用的膨胀水箱或定压罐的定压方式。采用定压罐方式定压，定压罐的体积很大，一般每一万平方米的供暖面积，需要一立方米体积的定压罐。采用传统的膨胀水箱方式定压，多数运行管理和技术人员都非常熟悉，不作论述，仅作两点说明：一点、膨胀水箱是直通大气的，无法消除二次网系统的氧腐蚀。对板式换热器最好采用完全密闭的定压方式；二点、膨胀水箱的架设受限于二次网的建筑情况，热力站不能完全独立地进行定压方式的判断。适合热力站的理想定压方式，除了其设备小巧外，还应有独立的定压决策功能，它不受二次管网的结构限制，也不受供热建筑物的影响。满足这种要求定压方式应该是调频变速旁通补水定压。调频变速旁通补水定压方式与目前社会上的同类产品有很大的不同：通常人们往往把系统循环水泵的入口点作为恒压点来控制。而旁通定压方式是把循环水泵的旁通管上的某一点作为恒压点来控制。其目的是为了准确确定供热系统恒压点的位置。通常人们认为系统循环水泵入口点即为系统的恒压点，实际上这是一种误解。在补水泵定压系统中，常常发现循环水泵的入口处并不是真正的恒压点。供热系统停止运行时，循环水泵入口处的压力等于静水压线值，但是循环水泵运行时，此压力值又发生了明显的变化，压力值一般都是在下降，这时如果还往系统中补水，其后果不堪设想。这表明循环水泵的入口处并不是真正的恒压点。所谓系统中的恒压点就是在系统运行和停止运行时，该点处的压力始终保持不变，该点的压力值等于静压线的压力值。静水压曲线是系统停止工作时，系统上各点测压管水头的连接线，它是一条水平的直线。补水泵定压方式与膨胀水箱定压方式有很大的区别，膨胀水箱定压方式是属于开式系统，补水泵定压方式是属于闭式系统。如果将膨胀水箱的膨胀管和循环管同时与循环水泵的入口处相连接，则循环水泵的入口处即为恒压点。供热系统真实的恒压点位置是随着二次网系统的结构不同而变化的，它是由建筑物层高以及最高建筑物在系统中的位置决定的。因此，准确确定系统恒压点的位置，是调频变速补水定压方式能否有效运行的关键。当系统的恒压点位置确定不准确时，调频定压补水装置显示的控制压力，不是真实的设定压力，而是一种超压状态，如果还继续补水，会造成设备爆裂。当采用旁通定压时，是在旁通取压管上寻找系统真正的恒压点，由于恒压点位置确定准确，则系统恒压点的压力就能按设定值精确控制。调频变速旁通补水定压方式主要由变频器、控制器、旁通取压管、泄压管等部分组成。其工作原理：由压力传感器测试待调压力值，经调节器进行压力实测值与设定值的比较，并按照设计的调节规律，指令变频器改变补水泵电机的输入频率，进而调节补水泵转速，改变补水泵流量，使待调压力维持设定压力值，从而实现恒压点压力恒压控制。当系统升温超压时，除报警外，电磁阀开启，泄掉多余膨胀水量，维持给定压力。

4）、最大限度地节约循环水泵电耗在大多数热力站中，一般都采用多台水泵并联的方式来实现运行调节中的变流量要求，但是这种方法调节范围小，耗电大。由于变频器的出现，使得供热系统实现无级的变流量运行成为可能，而且节电效果显著。目前市场上有对循环水泵进行变频控制的运行方式，但是经过分析，它是一种“定压变流量”的控制方式，即通过变频器恒定循环水泵的进出口压差或最不利热用户的资用压差，来实现循环水泵的变流量运行。对循环水泵进行“定压变流量”的控制方式，虽然也可以节电，但是存在以下几个方面的问题：·循环水泵所输送的流量大于系统实际需要的流量。循环水泵的额定流量和额定扬程都是满足室外温度为冬季设计温度的条件下，系统所需要的流量和扬程。而实际情况是室外温度为冬季设计条件下温度的时间很少，大部分时间内气象温度都高于设计条件下的温度。根据“定压变流量”控制方式的特点，可以分析出：冬季二次网系统运行调节的最佳工况是“质量并调”，当流量变化的同时，系统的阻力也是随着变化的。如果把循环水泵的进出口压差恒定，等于是系统的阻力没有变化；而把循环水泵进出口的压差恒定，如果不阀门节流的措施，则循环水泵的输出流量大于二次网系统实际所需要的流量。·各用户流量与实际需要流量变化的百分比不一致；如上所述，对循环水泵采用“定压变流量”的控制方式，水泵输出的流量大于二次网供热所需要的实际流量，那么对每个用户来说，很明显，其流量变化与实际供热需要的流量变化的百分比就不一致。·系统动态调节元件动作很大，易损坏。各用户流量变化的百分比不一致，如果室内系统安装了温控阀，则势必会导致温控阀的动作不一致。而温控阀为了保证室内温度恒定，其压差是有一定范围的，如果超出这个范围，势必就要处于全关状态，即使不全关，也势必运行时产生噪音很大。这样温控阀动作频繁，并且幅度很大，易损坏。因此，我们根据最新研究成果，特提出对供热系统中的循环水泵采用“变压变流量”的控制方式。顾名思义，“变压变流量”就是在系统流量变化的同时，系统循环水泵的进出口压差也跟着变化。其工作原理如下：测定当前室外气象温度与前一段的室外气象温度和设计条件下的室外气象温度进行比较，计算出循环水泵的前后压差，最后得出循环水泵的运行频率。如果供回水的平均温度或供水温度或回水温度超过设定值，或者最不利热用户的回水温度或资用压差低于该气象温度条件下相应的设定值，将要调整循环水泵的运行频率，以保证用户的供热品质。对循环水泵进行“变压变流量”的控制方式，正好可以弥补上述“定压变流量”控制方式的三个缺陷，即：按“需”供给，系统实际需要多少流量，循环水泵就主动输出多少；各用户流量变化百分比一致；确保系统动态调节元件动作很小或不动，不易损坏。同时其节电效果要更加显著（见1.3图4）。对循环水泵进行“变压变流量”的控制方式，节电率在30～60％的范围内。

4）、可对二次网用户进行实时监控智能型供热机组可以扩展到对二次网的某些重点用户进行实时监控，了解二次网的运行情况，对用户的冷暖做到心中有数。目前二次网供热系统一般存在以下几个方面的问题：1.系统水力工况、热力工况失调现象难以消除，造成用户冷热不均；2.供热参数没能在最佳参数下运行，供热量与需热量不匹配；3.故障发生时，不能及时地诊断报警，影响供热系统的可靠运行；而智能型供热机组配合热力站实时运行管理系统正好可以解决上述问题。概括起来，它可以实现如下五个功能：1.及时检测二次网运行参数，了解系统工况；在二次网的用户入口和室内安装遥测仪表，在换热站内就可以掌握二次网的水压图和温度分布状况，对运行工况能做到“情况明朗，心中有数”，不致使系统调节处于盲目状态，也不至于某些用户室内不热，非要等到用户报告后才知道。2.均匀调节流量，消除冷热不均；对于一个大型而复杂的二次网供热系统，消除二次网水力失调的工作，不是单靠系统投运前的一次性调节就能一蹴而就的。这样，系统在运行过程中，经常性的流量均匀调节是必不可少的。智能型供热机组可随时测量热用户的回水温度或供回水平均温度，通过电动调节阀实现温度调节，达到流量的均匀分配，进而消除冷热不均的现象，保证末端用户的室温。3.合理匹配工况，保证按需供热；供热系统出现热力工况失调，冷热不均的现象，除因水力工况失调外，还有一个重要因素，即系统的总供热量与当时室外温度下的总热负荷不一致，对每一个换热站来说，在室外温度不等于－9°C（－9°C为设计条件下的室外温度）时，换热站的供热量与热用户对室外的散热量不匹配，从而造成全网平均室温偏高或偏低。当“供大于需”时，供热量浪费；当“需大于供”时，影响供热效果。在手工操作中，保证按需供热是相当困难的。智能型供热机组配合热力站实时运行管理系统可以通过软件开发，配置供热系统热特性识别和工况优化分析程序，根据前几天供热系统实测的供回水温度、循环流量和室外温度，预测当天的最佳运行工况匹配，进而对各热力站实行直接自动控制或运行指导。4.及时诊断系统故障，确保安全运行；目前的供热系统尚无完备的故障诊断系统，系统故障常常发展到相当严重的程度才被发现，既影响了正常供热，也增加了检修难度。热力站实时运行管理系统可以配置故障诊断专家系统，通过对各热力站的运行参数进行分析，即可对各换热站、热用户中发生的泄漏、堵塞等故障进行及时

诊断，并指出故障位置，以便及时检修，保证系统安全运行。5.健全运行档案，实现量化管理；由于热力站实时运行管理系统可以建立各种信息数据库，能够对运行过程中的各种信息数据进行分析，根据需要打印运行日志、水压图、水耗、电耗、供热量等运行控制指量几乎不可能的标。尤其是在目前热量计费呼声很高，大范围地实现按户计量热情况下，热力站实时运行管理系统能对已有的供暖建筑物，先实现按热力站供热计量收费，进一步实现每一栋楼计量收费。热力站实时运行管理系统还可以存贮、调用供回水温度、室外温度、室内平均温度、压力、流量、故障记录等历史数据，以便查询、研究。介绍一种新型的供热补水调频定压系统1.1补水泵定压系统恒压点的确定所谓系统中的恒压点就是在系统运行和停止运行时，该点处的压力始终保持值。静水压曲线是系统停止工作时，系统不变，该点的压力值等于静压线的压力上各点测压管水头的连接线，它是一条水平的直线。静水压曲线的高度必须满足两个技术要求：（1）与供热系统直接连接的供暖用户系统内，底层散热器所承受的静水压力应不超过散热器的承压能力；（2）与供热系统直接连接的供暖用汽化或倒空。户系统内，不会出现补水泵定压方式与膨胀水箱定压方式有很大的区别，膨胀水箱定压方式是属于开式系统，补水泵定压方式是属于闭式系统。如果将膨胀水箱的膨胀管和循环管同时与循环水泵的入口处相连接，则循环水泵的入口处即为恒压点。如果将膨胀管与循环水泵的入口处相连接，循环管没有与循环水泵的入口处相连接，则恒压点并不在循环水泵的入口处，而是在系统中的某一点。在补水泵定压系统中，常常发现循环水泵的入口处并不是真正的恒压点。供热系统停止运行时，循环水泵的入口处的压力等于静水压线值，但是循环水泵运此压力值又发生了明显的变化，压力值一般都是在下降，这时如果还往系补水，其后果不堪设想。这表明循环水泵的入口处并不是真正的恒压点，补水泵定压方式的恒压点在系统中的某一点。因此，应采用旁通定压的方式。行时，统中1.2旁通定压系统原理图如下图一所示为旁通定压系统原理图和水压图。变频调速定压控制系统由控制柜(变频器、调节器、控制面板)、压力传感器、补水泵、调节阀及泄水阀等仪表、设备组成。该系统传感器测试待调压力值，经调节器进行压力实测值与设定值的比较，并按照设计的调节规律，指令变频器改变补水泵电机的输入频率，进而调节水泵转速，改变水泵流量，使待调压力维持设定压力值，从而基本工作原理：由压力

实现供热工艺负荷的需求。当恒压点实测压力低于(高于)设定值时，补水泵加速(减速)；当恒压点实测压力超过报警压力值时，泄压阀动作、泄水、降压。供热补水调频定压系统中，待调压力传感器安装在旁通取压管上。旁通取压管宜安装在循环水泵的进出口端供热补水调频定压系统，另外系统设置了超压报警及超压泄水管。超压泄水管装有电磁阀、过滤器。当系统升温超压时，电磁阀开启，泄掉多余膨胀水