浅谈高层控压直联供热新技术在新疆昌吉的实际运用_马贵东

DOI:10.16641/11-3241/tk.2014.02.021
区域供热 2014.2 期
浅谈高层控压直联供热 新技术在新疆昌吉的实际运用
新疆西部热力集团 马贵东 新疆东方环宇建筑安装公司 马 伟 俞兆斌 马丽雅
【摘 要】在许多城市的建成区多层建筑群中，存在不同高度的高层建筑，为解决 高层建筑供暖问题，往往采用“隔绝式”供暖系统。 通常的方法是通过热交换器进行换 热，所以对外热网的供水温度有较高要求。 我国现行供热系统，绝大多数热媒参数设 计供、回水温度为 95℃ ／ 70℃。然而，实际运行中，供水温度往往很低。若外网供水温度 降低，则热交换器的面积相应增大，用户系统达不到热媒参数采用增加散热器方法， 从而增加了整个系统工程造价。
的 15~17 度上升到 22~24 度，顶楼、靠边墙住 户室温也在 22 度左右。 三年的供热问题解决 了。 供热立管也不震颤了，噪声也没有了。 三 楼被冻、吵困扰搬走的住户也搬回来了。
4 新技术与传统技术性能比较 高层控压直连供热与板式换热机组供热 性能优势比较见表 1。 5 新技术运用成功后的现实意义 此项供热新技术在昌吉金帝华庭的成功 运用， 将会对昌吉乃至新疆高层建筑传统供 热技术产生积极的影响。 今后，凡远离高温高 压供热一支网的高层建筑都可少作一条一次 供热管网， 一栋高层建筑少则节约直接投资 100 余万元， 多则节约资金 200 余万元。 10 栋、20 栋、100 栋高层建筑节约资金可达千万 元或上亿元， 不仅可节约高层供热的设备和 管网投资，同时还节能节电（节 电 率 35%）和
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州、市供热专家的实地会诊勘察，确定金帝华 庭供热设施至少存在六大缺陷： 一是板换器 本应接在高温高压的供热一网上， 但却极不 规范接在供热二网上， 而二网水温不能满足 再次换热要求， 输送到住户家中的已是三次 换热的热水了， 住户分配器进水温度竟没有 人体温度高， 因而造成该高层商住楼室温普 遍偏低； 二是高层建筑供热的高区和低区分 区通常按规范是负一层到六层划分为低区， 七层至十五层划分为高区， 但该楼却不合理 地把负一层到二层划分为低区， 三层至十五 层划分为高区，头重脚轻；三是气包采暖和地 暖混合安装，负一层、一层部分区域、二层全 部是气包采暖，其余为地板辐射采暖，因气包 和地暖对水温的要求不同， 气包采暖区域温 度明显偏低；四是交换站 DN200 供热回水管
（3） 变 流 量 运 行 ： 机 组 控 压 装 置 本 身 具 有 流量自动调节功能，再加上变频控制，整个机 组达到变流量运行，符合国家节能减排、分户 计量、 变流量调节的要求， 即经济又高效节 能，是当今社会最先进的高层直连供暖设备。
（4） 恒 压 运 行 ： 根 据 工 况 设 定 好 供 水 压 力 后，整个采暖期压力恒定运行，真正实现恒压 变量运行。
2 新技术的特点和优势 新疆城镇供热协会和昌吉市住建局在充 分考察调研的基础上，结合区、州、市供热专 家的会诊结论，考虑已进入 2012 年供暖期的 实际，决定引进高层控压直联供热新技术，责 成 房 产 开 发 商 订 购 造 价 仅 20 余 万 元 变 流 量 控压机组，彻底解决金帝华庭供热问题。 该技 术最大的经济优势是不用再投资建设供热一 支网，不用设专用水箱、定压泵、膨胀系统、水 处理等。 最显著的节能特点是取消二网再次 换热环节高区直接利用二网热水采暖， 热效 率高、 供热效果好、 热损失少， 节电率可达 35%。 其核心技术是将高层建筑的高、低区采 暖系统直接连接， 将二网供暖热水加压送至 高区， 同时高区回水通过变流量控压装置将 压力控制到和低区二网回水压力一致， 既不 影响低区正常供暖， 也不影响周边建筑物正 常供暖。 它同时还拥有其它几项技术优势 （1）加 压 、减 动 压 ：本 栋 高 层 采 用 变 流 量 控压机组为本项目节省传统换热方式的高区 外管网，将机组直接连接到低区（多层）管网 上，加压循环温度不变，保证高区供暖正常，
变流量控压机组供热新技术，就克服了先前技术的单极减压易气蚀、曲面密封不 严密、系统易超压、系统流量变化回水压力跟着变化等严重缺陷，实现了高低区水压 力基本相同、高低区散热器温度基本一致。 解决了运行费用高、经济上不合理等问题。 对于节约能源和资源有着重要的意义和作用。
【关键词】高层控压直联 供热新技术 运用
表1
序号 项 目
板式换热机组
高层控压直连机组
1 工 况 板式换热机组只能接一网高温水。
高层供暖机组可接高温水、也可直接接低温水。
尤其低温水供暖时，如果采用低温差，采用换热机 在这种工况采用高层供暖机组非常经济。 直接利用外
2 小温差供暖
组，投资成本非常非常高。
网供水，比换热机组热媒温度高，供热效果好。
胀罐、软化水设备.定压补水泵、软化水箱等设备。 水处理等设备，减少投资，供暖面积越大节省越多。
5 管网投资 高区、低区、管网分开，2 趟管网。
高区、低区共用一趟管网，节省一趟管网，投资极大减少。
存在换热温降，换热后供水温度低，供暖效果差， 无换热温降环节，外网来多高温度的水，就直接供到高
6 供暖效果 由于换热器受污阻影响，换热效果持续下降，换、 流量确定加压循环泵型
号、电机功率等参数。
2.3 机组选用举例
例： 金帝华庭高区供暖系统设计流量
G=100m3/h， 高 区 采 暖 系 统 最 高 相 对 加 压 循 环
泵标高 30m， 外网供水在加压循环泵处压力
为 0.3MPa。 由此确定：
设备：变流量控压机组
设计流量：G=100m3/h
2.2.1 加压循环泵选择
加压循环泵的扬程：
H=Hj-Hw+Hn+Ha+Hg
Hj— — — 高 区 供 暖 系 统 最 高 点 至 加 压 循 环
泵处高度差，m；
Hw— ——外 网 供 水 在 加 压 循 环 泵 处 供 水
压头，m；
Hn— ——室内系统阻力损失，可取 5m；
Ha— ——高 区 供 暖 系 统 最 高 点 安 全 富 余
kG—H—h—D
D—机组接管管径 mm h—外网供水在加压循环泵处供水压头 m
（如供水压头为 0.3MPa，即为 30m） H—高区供暖系统最高点至加压循环泵处
高度差 m G—高区供暖系统设计流量 m3/h k—流量控压机组
示 例 ：k100 — 30 — 30 — 125
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不规范地安装 DN150 的缩径阀门，使输送热 水能力由 3 万平方米骤减至 1.4 万平方米，输 送热水能力明显不足； 五是原板换器机组型 钢底座与水泥地面无减震垫，刚性安装，交换 站平管与住户立管未用软接头减震， 刚性连 接，六是地下室交换站 DN200 供回水管除污 器三年未清洗，堵塞严重。
（5）自动关断、自动保护： ①直接将供暖热媒加压送至高区， 同时 将回水减压与低区回水直接连接， 机组系统 只降低 1 度水温。 ②国家专利变流量控压装 置靠水力特性工作，不用电，自动开、关、减 压、稳压。 ③机组有三重保护：加压泵启、停同 时控压装置自动开、关；同时电磁阀关断；超 压时安全阀泄水。 ④可根据系统特点自动控 制，自保护、自启动、超压报警等功能，实现无 人值守。 2.1 机组型号含义 2.2 机组的选用
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高层供暖变流控压机系统图
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控压机组平面图 1— — — 除 污 器 ；2— — — 压 力 表 ；3— — — 蝶 阀 ；4— — — 软 接 头 ； 5— — — 水 泵 ；6— — — 止 回 阀 ；7— — — 过 滤 器 ；8— — — 控 制 柜 ；
9— — — 控 压 器 ；10— — — 球 阀 ；11— — — 温 度 计 。
若按传统供热技术解决该楼供热问题， 其地下室供热站板式换热器， 必须接在高温 高压的一次供热管网上方能满足住户室温 18 度要求， 其距离亚中热力的供热一网约 1000 米 ， 敷 设 管 网 须 投 资 1000 米 ×2000 元/米 = 2000000 元；距离西部热力的供热一网约 300 米 ， 敷 设 管 网 须 投 资 300 米 ×2000 元/米 = 600000 元，其敷设管网破挖路面、毁坏林带草 坪、 中断交通造成的环境影响和社会影响则 无法计算。
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回水经机组控压装置减压到和低区回水压力 一样后再回低区（或外管网）回水管网，高区、 低区回水压力一致，管网平衡，不影响外网热 媒压力，不影响周边用户的供热，保证整个系 统供热正常。
（2）减 静 压 、防 倒 空 ：突 然 停 电 或 机 组 停 止运行，机组控压装置瞬间将回水关断，高区 的回水水锤作用力和静压力到机组为止减为 零。 因控压装置将回水关断，系统水始终是满 的。
量，可取 5m；
Hg— — — 由 于 外 网 供 水 压 力 有 波 动 或 数 据
不准增加富余扬程 （由于变频水泵能根据外
网压力自动调整节能运行）。
2.2.2 加压循环泵的流量
G=0.86KQ/ρ（t1-t2）
m3/h
其中：K— ——附加系数，可取 1.1；
Q— ——高区系统热负荷，W；
t1— ——供水温度，℃； t2— ——回水温度，℃； ρ— ——供水密度，kg/m3。
确定管径：DN150 机组型号：k100—30—30—125 加 压 循 环 泵 扬 程 :H=Hj-Hw+Hn+Ha+Hg= 45-30+5+5+5=30（m） 根据扬程 H=30m、流量：G=100m3/h 确定加压循环泵型号 TD100—22/2，电机 功率 15.0kW。 工程设计时， 可在设计图纸上标出设备 名称— ——变流量控压机组， 标注出变流量控 压机组型号，绘出机组系统图，给出设备预留 位置并给电气专业提供加压循环泵电机功率 即可。 3 运用新技术改造的措施和成效 金帝华庭供热交换站具体技改项目和措 施如下： 一是断开原板式换热机组与 DN200 供回水二网连接，完全停运原机组；二是彻底 清洗运行 3 年的 DN200 供回水二网除污器， 清除堵塞， 提高回水流速； 三是坼除 DN200 回水管网上 DN150 缩径阀门，恢复输送热水 能力至 3 万平方米； 四是在原供热交换站内 严 格 按 规 范 安 装 高 层 建 筑 K100—30—30— 125 变流量控压直连供机组，新机组系统只降 低 1 度水温， 例如在二网供水温度 50 度时， 加压送到高层用户家时水温 49 度，完全可满 足 160 户住户在严寒季节的正常用热； 五是 新机组型钢底座与水泥地面之间加装加厚减 震垫，柔性安装；六是交换站内供热平管与住 户供热立管之间加装减震软接头，软性连接。 经过改造， 楼内住户室温普遍由技改前