中繼泵在熱電聯(lián)產熱網(wǎng)中的運用

中繼泵在熱電聯(lián)產熱網(wǎng)中的運用

Summary：隨著城市建設的不斷發(fā)展，城市熱電聯(lián)產供熱區(qū)域新增供熱用戶不斷增多，尤其當熱網(wǎng)末端新增熱用戶供熱負荷較大時，由于熱網(wǎng)輸配能力不足（熱源循環(huán)泵楊程、循環(huán)流量達不到工況需求、管網(wǎng)低點承壓能力不足等），將無法滿足熱網(wǎng)末端新增用戶的供熱質量，為解決此類問題，權衡改造資金投入額度，建議熱網(wǎng)末端加裝中繼泵措施，保障此類用戶供熱質量。Keys：中繼泵（楊程、流量）、中繼泵前端負壓區(qū)（回水壓力大于供水壓力）、連通管（均壓平衡點）、分布式變頻一、熱電聯(lián)產輸配能力不足，不能保證熱網(wǎng)末端較大負荷新增用戶供熱質量問題的解決方案針對熱電聯(lián)產輸配能力不足，不能保證熱網(wǎng)末端較大負荷新增用戶供熱保障問題，需通過熱源循環(huán)泵的提升改造、吸收式熱泵技術運用、分布式變頻技術的運用及中繼泵的運用等措施，解決此類問題。1.熱源循環(huán)泵的提升改造。如將熱源循環(huán)泵流量及楊程同步提升，將增大熱網(wǎng)資用壓頭，增大供水壓力，雖能滿足熱網(wǎng)新增用戶供熱需求，但電耗增加較大，同時，如熱網(wǎng)地勢高差較大，會造成部分低點管網(wǎng)及換熱站超壓現(xiàn)象。2.吸收式熱泵的使用，可降低管網(wǎng)回水溫度，降低熱網(wǎng)所需流量，將富裕流量分配至熱網(wǎng)末端新增用戶，可以保障其供熱質量，但吸收式熱泵需在換熱站安裝驅動動力源，如電力驅動源、燃氣熱量驅動源及一定熱網(wǎng)溫度驅動源等，且需更換改造原有換熱系統(tǒng)，投資造價較高。3.分布式變頻技術的運用及中繼泵的應用，其原理和作用相似，都是二次加壓克服熱網(wǎng)阻力及滿足用戶一網(wǎng)換熱系統(tǒng)資用壓頭，保證用戶供熱質量，關鍵點是零壓點的位置或人為加裝供回水均壓連通管，創(chuàng)建零壓點。分布式變頻造價將高于中繼泵造價。綜上所述，熱電聯(lián)產輸配能力不足，不能保證熱網(wǎng)末端較大負荷新增用戶時，選擇加裝中繼泵的方案將較為經濟、容易實現(xiàn)，只需安裝中繼泵位置及所需動力電源。二、中繼泵選型的水力計算熱網(wǎng)末端安裝中繼泵前，需進行中繼泵選型的相關計算。由于末端新增負荷是并入熱電聯(lián)產熱網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行，需與熱電聯(lián)產區(qū)域一并計算。首先根據(jù)熱電聯(lián)產熱網(wǎng)在采暖期運行中實際供回水最大溫差（新增用戶需相應選取地暖或普暖一次水溫差，且新增用戶泛指大型小區(qū)，內部設有多座換熱站），如果熱電聯(lián)產主熱源電廠，供熱負荷不能滿足整個熱網(wǎng)嚴寒期供熱需求，需燃氣鍋爐及其它熱源調峰運行時，將根據(jù)全熱電供熱臨界點下（泛指全熱電供熱，能保障供熱所對應的最冷室外溫度），熱電聯(lián)產熱網(wǎng)最大供回水溫差計算熱網(wǎng)末端新增用戶循環(huán)流量、沿程阻力、站內阻力及最終確定中繼泵的揚程和流量。計算過程為：（1）根據(jù)多座換熱站供熱負荷，按上述最大溫差，計算各自所需流量；（2）再根據(jù)不同管徑，計算相應管道比摩阻；（3）再根據(jù)管段長度，計算相應沿程阻力、局部阻力，阻力應從各分支末端用戶依次累加至分支前段用戶；（4）再逐步匯總主管網(wǎng)阻力，主管網(wǎng)阻力同樣依次從末段分支累加至中繼泵前段，同時主管網(wǎng)根據(jù)不同管徑、長度分段計算阻力、匯總。（5）再考慮滿足換熱站站內一網(wǎng)資用壓頭的情況下，最終確定中繼泵流量、揚程。根據(jù)確定的中繼泵流量和揚程確定泵的功率。同時需通過水利軟件計算，在保證加裝中繼泵前端（熱源方向）的用戶供熱質量下，驗證熱源所需流量及揚程是否滿足，如不能滿足，將繼續(xù)擴大中繼泵供熱區(qū)域，直至熱源輸配能力保證中繼泵前端（熱源方向）換熱站正常運行，也是所謂的零壓點。此時需在此點安裝供回水連通管，平衡中繼泵前（熱源方向）的供回水壓力，使其壓差為零。附圖：分支點至中繼泵主管線一次網(wǎng)水力計算管段編號面積

（萬㎡）流量

(m3/h)管長

(m)管內徑比摩阻

（pa/m)管段損失

（pa）管道累加阻力

（pa）A3.317.462710.12518.496012.956013B947.622200.3111.12295.686309C32.75173.291190.4123.39484.096793D36.25191.81900.4124.16449.287242120105.834960.5130.4238.087480225.9137.051140.5130.6791.667572337.58143.531790.5130.74158.957730.69合計單程0.77kpa三、中繼泵啟運后的水力工況。中繼泵啟運后，熱網(wǎng)整體水壓發(fā)生改變，熱源供回水壓力基本未變化，但至管網(wǎng)末端供回水壓差逐步縮小，且中繼泵前端（熱源方向）資用壓頭低于中繼泵揚程時，不加裝供回水均壓管，將造成中繼泵前端部分用戶壓頭形成負壓（回水壓力高于供水壓力），從而影響供熱質量，所以需在中繼泵前端（熱源方向）供回水管加裝均壓連通管，形成零壓點，削弱對后端用戶的壓頭負壓影響，如前端用戶離零壓點較近時，資用壓頭不足，將加裝分布式變頻克服管段和站內阻力，同時將繼續(xù)影響后端相近換熱站，使其資用壓頭減小或形成負壓頭，為此將繼續(xù)依次加裝分布式變頻，直至熱網(wǎng)資用壓頭大于前段分布式變頻影響的負壓壓頭，并能保證正常循環(huán)時，加裝中繼泵及分布式變頻工作最終完成（如果熱源循環(huán)泵在揚程、流量允許的情況下，可適當增加，以減小或克服分布式變頻造成其后端熱源方向的換熱站壓頭縮小或負壓影響）。附圖：結束語熱電聯(lián)產熱網(wǎng)末端新增較大負荷用戶，如熱源輸配能力不足，不能保障其供熱質量，解決此問題，從可行性和經濟性角度分析，建議使用加裝中繼泵，彌補熱網(wǎng)末端水力工況，同時加裝中繼泵的位置，要滿足現(xiàn)有熱源循泵的流量及楊程，且能夠保障中繼泵前（熱源方向）資用壓頭大于中繼泵壓頭（楊程），并能滿足正常循環(huán)資用壓頭；如中繼泵前（熱源方向）資用壓頭小于中繼泵