浅议直供混水变频分布式循环供热系统的应用探究

浅议直供混水变频分布式循环供热系统的应用探究

靳磊

睿能太宇（沈阳）能源技术有限公司辽宁110027

摘要：本文主要针对直供混水变频分布式循环供热系统展开思考，分析了直供混水变频分布式循环供热系统的应用的基本理念和应用的方法，可供今后的研究提供参考。

关键词：直供混水变频；分布式循环供热系统；应用

前言

在应用直供混水变频分布式循环供热系统的过程中，我们首先要掌握最为基本的应用的原理和理念，才能确保直供混水变频分布式循环供热系统应用有效果，所以，本文重点对其系统进行了总结。

1、分布式供热与传统供热的比较

随着我国变频技术的不断发展，在我国的供热系统中还出现了分布式变频泵供热系统，由于分布式变频泵供热系统具有良好的节能优势，在我国供热系统中得到了大范围的应用。分布式变频泵供热系统能够在现有的供热系统基础之上，尽可能的节约能源资源，将供热系统的运行费用控制在最小化的范围内。分布式变频泵供热系统在城市供热系统中的应用不仅大大提高了城市供热方案的可行性，而且还有效降低了城市供暖系统的资金成本投入，减少了浪费现象的出现。

在传统的城市供热系统设计中，是根据最远、最不利用户的资用压差选择系统的循环水泵，通常仅在热源处设置循环水泵，以克服热源、热网和热用户系统的阻力。然而在供热系统的近户端，则会形成过多的资用压头，近端用户要通过调节各种流量阀门来消耗多余的资用压头。这样的节流调节则会导致系统循无效电耗和水力失调现象，为了解决这个问题，我们采用了分布式变频泵供热系统。

由于传统供热系统中循环水泵的设计方法，从根本上造成供热系统近户端形成过大的资用压头，极易形成水力失调，并为大流量小温差运行方式提供了平台。

分布式供热则是在热源处设置扬程较小的循环泵，然后在外网沿途设置多个加压循环泵，采用“接力棒”的办法，共同实现热媒的输送工作。热源处设置的循环泵只承担热源内部的水循环，换热站内的循环泵则承担热媒输送和保证热用户必要的资用压头的功能，并通过变频装置实现变流量调节。这种方式基本上消除了无效电耗，减少了初投资。

2、改造内容及采用的节能技术措施

供热系统循环水泵传统设计方法是在热源处设计单泵系统，用于克服热源、热网和热用户系统阻力而提供输送热媒所需要动力。由于循环水泵设计在热源处选择流量、扬程设计值，设计思想在供热系统近端热用户形成过多资用压头。为使近端热用户循环流量不超标设置流量调节阀，将多余资用压头消耗掉，节流损失是循环水泵设计方法本身造成。

传统设计造成供热系统能效水平低下.供热系统能效高低取决于两方面因素：无效供热量多少，无效供热量包括锅炉热损失、外网热损失和系统冷热不均引起无效热量；管网热媒输送中无效电能的数量。冷热不均无效热量和热媒输送过程无效电能都与循环水泵设计方法不合理有直接关系。根据统计计算冷热不均产生无效热量约占系统总供热量30-40%，输送管网的无效电耗约占30-60%。采用正确系统循环水泵设计思路具有很大节能潜力。

供热系统循环水泵正确设计思想应该是尽量减少热媒输送过程中无效电耗。什么是管网输送的无效电耗呢？首先需要承认建立各热用户飞设计资用压头和各输送管网设计压头是必须保证有效电耗。各热用户多余资用压头，即循环水泵传统设计方法产生的无效电耗.部分动力将被各种流量调节阀通过节流方式消耗掉。热用户多余压头，通过节流方法加以消耗，调节流量、消除冷热不均来说是有效调节，从循环水泵更加科学设计思想来说热用户多余资用压头，确实变成无效电耗，循环水泵传统设计方法不经济主要所在。

推荐采用多种分布式变频系统，如逐级设置多个供水或回水加压泵.技术在行业内已经逐渐被使用。采用分布式变频系统后具有无用功小、运行费用低、适应管网热负荷变化的能力强等诸多优点，整个系统信息化、自动化监控程度高，在节能方面具有明显的优势。

由原热源二次网集中循环水系统，改造为“分布式变频”循环水系统。“分布式变频”技术目前在国内被成熟的应用于供热系统，而“分布变频”系统节能效果的充分体现，主要反映在强化运行调节手段，优化运行方式，同时建立网源一体的生产管理模式，尤其是在热量管理模式下的气候补偿自动调节供热方式的应用，是体现“分布式变频”技术最佳节能方式。当供热系统采用气候补偿调节供热时，每个站点供热量随着室外气温变化进行自动调节，要求热源锅炉负荷随之联动一种调节方式，热源锅炉负荷调节能否及时与热网负荷频繁联动，近几年楼栋供热计量建立和应用，用户端室温调节随室外气温变化进行自主调节形成热力网供热负荷必须随用户端用热量跟踪调节能力。建立“分布式变频”系统，实现热力网自动化控制，及时有效随用户端的负荷变化调节各换热站用热量。对于热源运行锅炉来说由于锅炉负荷升降过程受锅炉燃烧工况特性制约，锅炉负荷调节频次和调节幅度大小直接影响到热网热力工况失调和整个系统不一致性。为解决这一矛盾依靠热源供回水母管处均压管，当热网负荷降低时均压管将锅炉输出多余热量输送到回水母管，提高锅炉进行温度，降低锅炉煤耗.均压管的输送能量随热网负荷变化进行量调，供回水间通过浑水过程来调节网、源负荷保持一致。通过对分布式变频系统应用强调在优化运行管理模式上入手，有效提高分布式变频系统优越性。

3、系统冲洗与运行调节

由于直埋管道施工特点，管道中不可避免会进入一些泥沙等杂物，系统初次投运时要进行必要的冲洗方可投入运行。本系统可以非常方便地实现传统系统无法实现的管道冲洗工作。初次运行时，管道充满水后，首先关闭热力站二次水侧的出站阀门，关闭热源出站供水阀门，打开均压管阀门和热源出站回水阀门，然后开启热力站一次水循环泵，同时在热源处设置定压补水，间歇开启热力站内一次水旋流除污器排污即可实现一次管网的冲洗工作。二次管网进行冲洗时关闭热力站内一次供水阀门，关闭建筑入口阀门，开启二次出站阀门和庭院管线末端联通阀门，然后开启循环泵和热源补水定压系统，间歇开启热力站内二次水旋流除污器排污即可实现二次管网的冲洗工作。庭院管网冲洗完成后即可投入运行，运行初期也要注意排污，避免系统堵塞。热力站内的均压管在冲洗过程中可作为联通使用。

热力站内的水泵均设置了变频器和自控系统，采集一、二次水的压力、温度参数实现控制。根据二次供水温度控制一次水循环泵的频率，根据二次水供回水压差控制二次循环泵的频率。两个简单的控制回路实现了热力站的自动运行。本系统采用我们自主研发的“基于触摸屏和变频器的城市热网综合自动化系统”，在实现热力站无人值守自控运行的基础上，完全实现了远程监控，更有利于整个热网的调度和调节。

需要注意的是，分布式循环水泵的选择，由于种种原因，其流量、扬程不可能完全达到工程设计的要求，在实际运行中，必然会出现冷热不均，这就要求工作人员同时对各热力站进行变频参数协调修正，达到系统正常运行、按需分配的稳定性和一致性。在运行中，热力站均压管可作为混水管使用，降低一次循环水量，灵活调节二次供水量。热源循环泵的调节可根据热源供水温度和近端热力站供水温度对比进行调节，将热源供水和热力站供水温度一致设为调节目标即可。

4、结束语

综上所述，本文主要分析了直供混水变频分布式循环供热系统的基本的原理和基本的应用的方法，对于今后提升应用效果是具有一定的借鉴意义的，也是值得进一步深入分析的课题。

参考文献

[1]王红霞，石兆玉，李德英.分布式变频供热输配系统的应用研究[J].区域供热，2017.67

[2]陈鸣，康永虎.利用分布式变频泵系统提高热网的供热能力[J].煤气与热力，2017.08