混水系统在集中供热系统的应用

混水系统在集中供热系统的应用
摘要：本文阐述了混水系统在集中供热系统的应用。

关键词：集中供热直接连接混水系统
Abstract: This paper describes the water-mixing system in centralized heat supply system.
Key words: centralized heating connected directly mixing system
一．概述
现在集中供热系统的热力站多采用间接连接和混水连接两种系统形式。

混水连接是指在一次网供水进入热力站，通过混水系统与二次网一部分回水混合，降温至二次网供水温度后进入二次网供水管道循环供热，二次网另一部分回水进入一次网回水管道返回供热站，该部分回水量同一次网供水量，一、二次网回水温度相同。

混水直供因其热损耗小，初投资及维护运行费用低，可在“大温差、小流量”运行，一次网富余压差在二次网中得以充分利用等特点，具有较大的节能空间，在热网自动控制系统配合下，得到了广泛的应用。

但混水方式对水质要求高,且整个系统的定压采用一次网定压，一次网压力的稳定，直接影响到系统运行的稳定。

在系统中既存在一次网循环泵，又存在多个热力站的混水泵，这些泵同时串、并联在同一系统中，各台泵的运行工况和各种阀门的调节，都会直接影响一、二次网的流量和压力的变化。

运行时既要保证一次网的水力平衡和理想的水压图状态，又要保证二次网的供热量和供回水压力，因此运行调节难度大。

二.混水供热系统的三种基本形式。

混水供热系统有水泵旁通加压、水泵回水加压，水泵供水加压三种基本形式。

1.水泵旁通加压。

混水泵设置在混水旁通管路上，一次网供水管上装设流量控制阀，回水管上装设电（手）动调节阀，利用水泵将二次网的部分回水加压打入一次网供水中，混合形成二次网供水，另一部分回水返回一次网回水管。

适用于二次网所需的供回水压力在一次网供回水压力之间，靠近热源的热力站。

热源近端热力站一次网供回水压差较大，供水压力较高，一次侧进入二次侧循环水利用自身压差即可保证运行，只需在旁路设置混水泵，为内部循环水提供循环动力。

2.水泵回水加压。

混水泵设置在二次网回水总管上，利用水泵将二次网的回水加压，一部分回水受混水旁通管路上调节阀或一次网回水管路上调节阀（视水泵出口到一次网总回水与到二次网供水需增压力相对大小而定）支配流入一次网供水混合加热，形成二次网供水，另一部分回水直接返回一次网回水总管。

此方式适用于二次网所需的回水压力在一次网回水压力以下，远离热源系统末端的热力站。

3.水泵供水加压。

混水泵设置在二次网供水管上，一次网回水管上装设流量控制阀，供水管和旁通管上各装手动调节阀。

调节流量控制阀设定好一次网的流量，同时满足二次网的系统静压。

当一次网供水压力高于二次网回水静压时，可调节一次网供水侧调节阀，使其阀后压力与二次网回水静压相平衡。

利用水泵将二次网一部分回水及一次网供水同时吸入，混合形成二次网供水，另一部分二次网回水直接返回一次网回水管。

当一次网供水压力低于二次网回水静压时，调节旁通管上的手动调节阀，使其阀前压力满足二次网系统静压。

适用于二次网所需的供水压力在一次网供水压力以上，远离热源的热力站。

在系统设计中首先考虑二系统，如果一次侧供水压力不能满足二次侧定压要求时，需采用系统三。

另二次用户地形高于热源较多或要求定压值较高，也应按系统三设计。

混水系统二和三需要利用一次侧供水压头定压时（须保证一次侧压力未超出二次侧容许最高工作压力），该系统调节阀应设于一次侧回水管道上，有利于二次侧系统定压，尤其调节阀关断时一次侧回水主管至热力站无流量时，热力站回水压力为一次侧回水支管接管处主管压力，由于动压的变化，该处压力低于正常运行时热力站回水压力，也低于二次侧定压要求易造成汽化。

另调节阀设于回水管改善了调节阀的使用环境，提高了阀的使用寿命。

三.混水系统运行调节。

1.供热调节的目的，一是使系统中各用户的室内温度比较适宜；二是避免不必要的热量浪费，实现系统的经济运行。

2.供热调节的方法。

运行调节的方法一般有：质调节—改变网路的供水温度；量调节—改变网路的循环水量；分阶段改变流量的质调节—同一阶段流量不变；分阶段改变温度的量调节—同一阶段温度不变；间歇调节—改变每天供暖小时数。

3.对循环水泵的调节方法有：改变管路特性曲线法和改变水泵运行特性曲线法。

改变管路特性曲线的调节方法多采用阀门节流法，即在水泵转速不变的情况下，通过改变系统中的阀门等节流装置的开度大小，来增减管网的压力损失而使流量发生改变。

水泵的变频调速,在极对数一定的条件下，通过改变供电频率可实现对电动机的调速。

通常有两种变频方式：交-直-交变频和交-交变频。

对交-直-交变频，即频率的改变是在逆变时通过控制晶闸管轮流导通、关断的快慢实现的。

换流速度加快，输出交流电的频率就提高，反之，频率下降。

这种变频器的晶闸管数量少，电路较简单，水泵、风机等轻负载多采用这种方法。

变频调速具有以下优点：调速过程中转差率小，转差损失小，能使笼型异步电动机实现高效调速；在低转速下节能效果明显，功率因数高；在变频的同时，功率也能根据负载大小作相应调节；可在额定电流下起动电机，降低配用变压器的容量。

4.供热系统的设计水力工况与实际水力工况的不一致称为系统的水力失调。

水力失调是供热管网普遍存在的现象，它的出现造成近端过热，远端过冷，降低了供热系统的效率且恶化供热质量，能耗和运行费用增加，特别是供热面积大、管线距离长、分支节点多，用户结构复杂的大型管网就显得更为突出。

热网水力失调根本原因是供热管网存在阻力不平衡，一般有：管网设计导致的失调；管网改造导致的失调；管网运行导致的失调。

解决水力失调的措施。

在系统设计时，对整个热网进行水力平衡计算。

注重水力计算的准确性，尤其是支线的阻力平衡，通过调整管径使不平衡率达到规定的范围，在引入口的管段上安装阻力部件消除剩余压头；在用户入口或热力站设置自力式流量调节阀、压力平衡阀、管网分支处设置平衡阀；安装微机监控系统，使系统操作趋向于简单、智能、图形化，使操作人员更好对热网实行实时监控和调节。

在管段上安装电动调节阀，对其压差进行有效调整和控制；在引入口管段上安装自力式压差流量调节器、自力式平衡阀，在运行期进行调整，严格按设计压差和流量进行。

混水系统能否达到比较好的运行效果，系统的调节工作必不可少。

调节工作应进行如下工作：调整一次网管道上流量控制阀，使其流量等于各站设计一次网流量；对于水泵旁通加压混水的方式，发现二次网压力过高时，可手动调节调节阀开度直至压力合适；对于水泵回水加压混水方式，当一次网回水压力低于二次网所需的供水压力时，可调节一次网回水侧手动调节阀，使其阀前压力满足二次网对供水压力的要求；对于水泵供水加压混水方式，当一次网供水压力高于二次网回水静压时，可调节一次网供水侧手动调节阀，使其阀后压力与二次网回水静压相平衡；当一次网供水压力低于二次网回水静压时，调节旁通管上的手动调节阀，使其阀前压力满足二次网系统静压；调节混水泵变频器，减少混水泵多余的出力，节约电能；在调试前，一次网定压点的压力不要太高以防低处超压，视各站调试情况逐步升压。

5.混水直供热网控制系统。

混水回路的控制应根据室外温度调节混水流量及温度来控制。

混水泵应参照二级网流量进行变频恒流量控制，根据二级网内网的供热面积及流量调配程度，在保证用户热水循环流通的情况下，通过变频调节水泵出口流量，从而调整二级网的循环流量；一级网供水侧调节阀参照二级网供水温度进行调节控制，二级网流量恒定后，一级网的流量直接影响二级供水温度，可执行定温控制或温度经验曲线控制等多种控制方式；一级网回水侧调节阀参照二级网所需静压力进行恒压控制，受一级网供水侧调节阀对二级供温的控制调节，二级网的供水压力会跟随发生变化，为保证二级网系统不倒空不超压，一级网回水侧的调节阀需作相应调节保持二级网的回水压力；设置超压泄水保护，因为供热系统循环周期比较长，调节阀的调节时间需要延长，当一级网出现异常情况时，设置电磁泄压阀超压泄水实时保护，以保证二级网系统
安全性。

四.应用混水供热应注意的问题。

水压图是指导系统运行的助手，应该将一次网和各个二次网的水压图绘制齐备以供使用；混水的常用方式有三种，各个站点所需的压力和流量不同，应该具体问题具体分析，根据热网的水压图来确定采用哪种混水方式；混水泵的出力要有富余量，以弥补设计偏差和负荷变化造成的系统不可调；一次供（或回）水管应装设流量控制阀，以方便平衡；对过低压力用户要有超压保护措施等。