中繼泵在熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)中的運(yùn)用

中繼泵在熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)中的運(yùn)用

Summary：隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市熱電聯(lián)產(chǎn)供熱區(qū)域新增供熱用戶不斷增多，尤其當(dāng)熱網(wǎng)末端新增熱用戶供熱負(fù)荷較大時(shí)，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(dá)不到工況需求、管網(wǎng)低點(diǎn)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(zhì)量，為解決此類問題，權(quán)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(zhì)量。Keys：中繼泵（楊程、流量）、中繼泵前端負(fù)壓區(qū)（回水壓力大于供水壓力）、連通管（均壓平衡點(diǎn)）、分布式變頻一、熱電聯(lián)產(chǎn)輸配能力不足，不能保證熱網(wǎng)末端較大負(fù)荷新增用戶供熱質(zhì)量問題的解決方案針對熱電聯(lián)產(chǎn)輸配能力不足，不能保證熱網(wǎng)末端較大負(fù)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(shù)運(yùn)用、分布式變頻技術(shù)的運(yùn)用及中繼泵的運(yùn)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(shí)，如熱網(wǎng)地勢高差較大，會(huì)造成部分低點(diǎn)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(zhì)量，但吸收式熱泵需在換熱站安裝驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，如電力驅(qū)動(dòng)源、燃?xì)鉄崃框?qū)動(dòng)源及一定熱網(wǎng)溫度驅(qū)動(dòng)源等，且需更換改造原有換熱系統(tǒng)，投資造價(jià)較高。3.分布式變頻技術(shù)的運(yùn)用及中繼泵的應(yīng)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(zhì)量，關(guān)鍵點(diǎn)是零壓點(diǎn)的位置或人為加裝供回水均壓連通管，創(chuàng)建零壓點(diǎn)。分布式變頻造價(jià)將高于中繼泵造價(jià)。綜上所述，熱電聯(lián)產(chǎn)輸配能力不足，不能保證熱網(wǎng)末端較大負(fù)荷新增用戶時(shí)，選擇加裝中繼泵的方案將較為經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)，只需安裝中繼泵位置及所需動(dòng)力電源。二、中繼泵選型的水力計(jì)算熱網(wǎng)末端安裝中繼泵前，需進(jìn)行中繼泵選型的相關(guān)計(jì)算。由于末端新增負(fù)荷是并入熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，需與熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域一并計(jì)算。首先根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)在采暖期運(yùn)行中實(shí)際供回水最大溫差（新增用戶需相應(yīng)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(nèi)部設(shè)有多座換熱站），如果熱電聯(lián)產(chǎn)主熱源電廠，供熱負(fù)荷不能滿足整個(gè)熱網(wǎng)嚴(yán)寒期供熱需求，需燃?xì)忮仩t及其它熱源調(diào)峰運(yùn)行時(shí)，將根據(jù)全熱電供熱臨界點(diǎn)下（泛指全熱電供熱，能保障供熱所對應(yīng)的最冷室外溫度），熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)最大供回水溫差計(jì)算熱網(wǎng)末端新增用戶循環(huán)流量、沿程阻力、站內(nèi)阻力及最終確定中繼泵的揚(yáng)程和流量。計(jì)算過程為：（1）根據(jù)多座換熱站供熱負(fù)荷，按上述最大溫差，計(jì)算各自所需流量；（2）再根據(jù)不同管徑，計(jì)算相應(yīng)管道比摩阻；（3）再根據(jù)管段長度，計(jì)算相應(yīng)沿程阻力、局部阻力，阻力應(yīng)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(shí)主管網(wǎng)根據(jù)不同管徑、長度分段計(jì)算阻力、匯總。（5）再考慮滿足換熱站站內(nèi)一網(wǎng)資用壓頭的情況下，最終確定中繼泵流量、揚(yáng)程。根據(jù)確定的中繼泵流量和揚(yáng)程確定泵的功率。同時(shí)需通過水利軟件計(jì)算，在保證加裝中繼泵前端（熱源方向）的用戶供熱質(zhì)量下，驗(yàn)證熱源所需流量及揚(yáng)程是否滿足，如不能滿足，將繼續(xù)擴(kuò)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(yùn)行，也是所謂的零壓點(diǎn)。此時(shí)需在此點(diǎn)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(diǎn)至中繼泵主管線一次網(wǎng)水力計(jì)算管段編號面積

（萬㎡）流量

(m3/h)管長

(m)管內(nèi)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(jì)單程0.77kpa三、中繼泵啟運(yùn)后的水力工況。中繼泵啟運(yùn)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(yáng)程時(shí)，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(fù)壓（回水壓力高于供水壓力），從而影響供熱質(zhì)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(diǎn)，削弱對后端用戶的壓頭負(fù)壓影響，如前端用戶離零壓點(diǎn)較近時(shí)，資用壓頭不足，將加裝分布式變頻克服管段和站內(nèi)阻力，同時(shí)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(fù)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(fù)壓壓頭，并能保證正常循環(huán)時(shí)，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(yáng)程、流量允許的情況下，可適當(dāng)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(fù)壓影響）。附圖：結(jié)束語熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)末端新增較大負(fù)荷用戶，如熱源輸配能力不足，不能保障其供熱質(zhì)量，解決此問題，從可行性和經(jīng)濟(jì)性角度分析，建議使用加裝中繼泵，彌補(bǔ)熱網(wǎng)末端水力工況，同時(shí)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