【司空】第三期 差压控制器在区域供热系统中的应用

概要：本文通过工程实例，阐述了二次热网水力失衡的原因及改造方式，分析了差压控制器的使用效果和收益， 以及由该控制器带来的系统有效节能和室内热舒适度的提高

1 项目概况

1.1设计参数

辽宁省某机关供热中心热力系统由热源、换热站、热力管网和热用户组成。该系统是2006年新建供热项目，热源为2台35MW燃煤热水锅炉，2个换热站总共供热面积为31.5万平米。相关设计参数见表一

表一：

1.2 管网概况如图1所示（示意图）

图1

2 改造前运行状况及原因分析

2.1 改造前状况

该系统在06－07年采暖季出现了冷热不均的现象，主要问题是远端用户供热不足（如29栋），近端用户过热（如15栋），有的用户供水管道口径过大，导致热量浪费，有些高层用户加设局部水泵的同时造成附近其他用户不热。

通过观察换热站的供回水温度记录，两座换热站供给的总热负荷都是满足各自用户的总负荷需求的，并且换热站之间也没有出现热量不平衡现象。

2.2 原因分析

系统热负荷足够的情况下出现冷热不均现象主要是由于系统水力不平衡导致。近端用户资用压头过大，远端用户资用压头不足，导致了远冷近热的现象发生。在实际中最常见的是，系统的循环水泵处于大流量小扬程的运行状态，这会加剧系统的水力失衡，同时也增加了水泵的能耗。

通过下面的水压图（图2）可以看到，循环水泵流量增大时，管网的沿程阻力降就增大，导致远端用户资用压头不足，而近端用户仍然过大。假设15栋为用户1，29栋为用户4，用户2和3为中间用户，其中3为高层用户。

图2

高区用户在使用水泵时自身流量增大，同时系统循环水量增大，高区用户前端主管压降增大，用户3两侧附近其他用户资用压差和循环水量相应减少，导致不热。如图3

图3

3 系统改造方式及选择

3.1改造方式及特点

对于二次网水力系统的改造主要有人工调节和自力式装置调节两种方式，两种方式各有利弊。

传统方式一般是通过各用户入口处加设手动调节阀门手动调节各用户流量，这种方式造价比较低，但调节工作量巨大，由于手动阀门只针对静态水力工况，调 节过程中阀门相互影响， 系统的水力状况也随之变化，需要进行反复调节。对于较大的管网,几乎难以达到理想的水力平衡状态。同时这种方式也不利于系统的扩建和改建。

另一种方式是在用户的入口处安装自力式差压控制器。由于差压控制器的自力式工作原理，无须过多的人工调节，一经设定就可以保证用户不受二次网水力变 化的影响，这能使过热用户的实际资用压头下降到合理的范围内并保持恒定，同时也对系统流量进行了合理的分配，解决了系统的水利失衡和冷热不均问题。但相对 于人工调节，这种改造方式需要较多的初投资。

3.2 选择的原因

该机关二网系统比较复杂，供热中心的工作人员曾运用各种手段对系统水力状况和分支流量进行了大量的人工调节，但系统仍有部分用户不热，系统运行不理 想。鉴于上述经验并认识到差压控制器的优势，该热力中心选择了对系统进行改造，改造方案是在过热用户入口处安装自力式差压控制器。

4 节能效果分析

4.1 节能分析

该机关二次热网（以下简称二网）改造分为两期工程，一期工程对东区换热站的过热用户进行了改造，总改造面积为84542平米，方案选用了 Danfoss自力式差压控制器。2007年11月中旬，系统改造完成。经过了一个采暖季的运行后，可以看到原过热的用户实际热负荷在07－08年都有所 下降，详见表二

表二：

注：以上节能计算不考虑未改造用户的负荷变化，仅对改造部分进行分析

从上表可以看出,对于15栋、22/26栋、141栋等原先过热的用户，节能效果是非常明显的，几乎都在20％左右。针对东区换热站过热用户进行改造，前后相比共节约了434KW的热负荷，节能效果达到11.73％。图4是一期工程过热用户改造前后的负荷对比图。

待续...