论文精选供热系统监控数据的分析

Posted 2021-07-02 煤气与热力杂志

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作者：史登峰，刘江炜，汪广慧

第一作者单位：北华航天工业学院建筑学院

摘自《煤气与热力》2021年6月刊

1   概述

内蒙古呼伦贝尔某热电公司供热系统于2018年进行热力站扩容改造，形成混水连接、间接连接热力站并存的分布式循环泵供热系统，建立了热网监控系统。本文以该供热系统为例，根据监控数据，对热源、一级管网、热力站、二级管网、用户的运行情况、存在问题进行分析。

 

2   监控数据分析

 

在为混水热力站供热的两座热源中，其中1座热电厂（本文称为热电厂1）采取低真空循环水供热，设计供、回水温度为83、50 ℃，受一级管网提供的资用压头、地势高差、建筑物高度等方面的影响，热力站分别采用了5种混水连接形式 ^［1］ 。本文以热电厂1所在供热系统为例，根据监控数据（2020年2月），对热源、一级管网、热力站、二级管网、用户的运行情况、存在问题进行分析。

 

2.1  热源、一级管网

 

2020年2月热电厂1供水温度（日均值）、一级管网单位供热面积质量流量（日均值）随时间的变化见图1。由图1可知，热电厂1供水温度随室外温度变化，一级管网的单位供热面积质量流量稳定在1.32~1.37 kg/（h·m ² ），说明一级管网采用质调节方式运行。由于热电厂1热源采取低真空循环水供热，加之采用分布式循环泵系统以及存在地势高差，采用质调节是相对安全的。

图1   2020年2月热电厂1供水温度与一级管网单位供热面积质量流量随时间的变化

 

2.2  热力站

 

笔者对2020年2月21—28日107座混水连接热力站的供热面积、单位供热面积耗热功率（由统计时间热力站耗热量除以热力站供热面积与统计时间计算得到）、单位供热面积耗电量进行了统计。各混水连接热力站的单位供热面积耗热功率参差不齐，最高的超过80 W/m ² ，最低的甚至低于20 W/m ² 。由此可知，在确保供热质量的前提下，不同热力站的单位供热面积耗热功率是不同的，应区别对待。各混水连接热力站的单位供热面积耗电量差别很大，最大差别近3倍，这主要与热力站混水连接形式有关 ^［1］ 。在剔除混水连接形式导致耗电量差异的因素后，导致高耗电量的原因有：二级管网流量偏大、水泵选型偏大、二级管网水力失调严重等。

 

2020年2月21—28日107座混水连接热力站的单位供热面积耗热功率（按供热面积范围分类）见表1。由表1可知，单位供热面积耗热功率基本随热力站供热面积的增大而降低。2020年2月21—28日107座混水连接热力站的单位供热面积耗热功率（按建筑类型分类）见表2。非节能办公建筑的单位供热面积耗热功率最低，酒店、医院略高，非节能老小区最高。

表1   2020年2月21—28日107座混水连接热力站的单位供热面积耗热功率（按供热面积范围分类）

 

表2   2020年2月21—28日107座混水连接热力站的单位供热面积耗热功率（按建筑类型分类）

2.3  二级管网

2019年对3个住宅小区进行了二级管网水力平衡改造，在每个栋楼热力入口安装电动调节阀，实现远程流量调节。在代表性位置用户的室内安装了室温采集器，实时监测室内温度。

选取3个住宅小区中的1个非节能老小区（以热力站编号命名为A109小区）数据进行分析，供热面积为33 411.86 m ² ，安装电动调节阀的楼为：2号、3号、7号、8号、9号、10号住宅楼以及办公楼、物业楼，这8幢楼的供热面积达到33013.37 m ² ，占该小区总供热面积的98.8%，可认为A109小区全部进行了二级管网水力平衡改造。

 

水力平衡调节完成后，电动调节阀开度基本保持不变，二级管网供水温度变化很小。因此，可以用日均供回水温度代替某一时刻的数据进行分析。2020年2月21日A109小区各楼入口日均回水温度、日均供回水平均温度见表3。由表3可知，各楼的日均回水温度、日均供回水平均温度均比较接近，说明二级管网基本实现了水力平衡。

表3   2020年2月21日A109小区各楼入口日均回水温度、日均供回水平均温度

为说明A109小区的改造效果，选取另外一个未进行二级管网水力平衡改造的非节能老小区（以热力站编号命名为三中站小区）作为比较对象。三中站小区的供热面积为30 459.75 m ² ，楼栋热力入口未安装电动调节阀。选取2020年2月21—28日监测数据进行比较，由监测数据可知，A109小区的单位供热面积耗热功率比三中站小区降低15.9%，并低于非节能老小区的平均水平，说明A109小区的改造效果良好。

2.4  用户

 

在A109小区的420户用户（均为改造楼用户）中，有61户安装了室温采集器，分布情况见表4。

 

表4   室温采集器分布

2020年2月21—28日各住宅楼楼内日平均室内温度随时间的变化见图2。由图2可知，2号、3号住宅楼的楼内日平均室内温度明显低于其他住宅楼。但是由监测数据可知，6幢住宅楼热力入口的日均供回水平均温度差别不大。经分析，主要原因为2号、3号住宅楼安装室温采集器的用户多为边角用户，且建设年代早于其他住宅楼。

 

2020年2月21—28日2号住宅楼11户户内日平均室内温度随时间的变化见图3。由图3可知，1单元201、202、301的日平均室内温度偏低，拉低了楼内日平均室内温度，这3户均为边角用户。此外，还存在上热下冷的垂直失调情况。因此，即使在二级管网实现水力平衡的前提下，楼内不同位置用户的室内温度依然存在差异，边角用户室内温度低于中间用户，上层用户室内温度高于低层用户室内温度。除二级管网水力平衡外，消除楼内用户室内温度差异是二级管网节能的重要方向。

 

图2   2020年2月21—28日各住宅楼楼内日平均室内温度随时间的变化

 

图3   2020年2月21—28日2号住宅楼11户户内日平均室内温度随时间的变化

参考文献：

［ 1 ］石兆玉 .  供热系统分布式混水连接方式的优选［ J ］ .  区域供热， 2009 （ 6 ）： 13-19 ， 33.

 

 （本文责任编辑：贺明健）

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