供熱循環(huán)泵配置存在問題分析及應(yīng)對措施
發(fā)布時間：2021-06-23
隨著社會進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，集中供熱技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，但在供熱系統(tǒng)運(yùn)行中尤其在二次網(wǎng)的水力平衡調(diào)整上仍存在一些問題，直接影響用戶供熱效果和能源消耗水平。
1.在供熱系統(tǒng)中，循環(huán)泵的參數(shù)是通過對二次網(wǎng)進(jìn)行水力計算確定的，但實際運(yùn)行過程中循環(huán)泵各項參數(shù)并不能與二次網(wǎng)實現(xiàn)高度的匹配。這是由于管道自身特性、施工差異以及調(diào)節(jié)方式等因素導(dǎo)致的。
目前，國內(nèi)供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)仍處于發(fā)展階段，循環(huán)泵頻率主要依據(jù)運(yùn)行人員經(jīng)驗或站內(nèi)二次側(cè)供回水母管壓差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其實際運(yùn)行效果不理想。有部分換熱站即使安裝了變頻器也未進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，而是采取工頻運(yùn)行方式。其主要原因是運(yùn)行人員不知道調(diào)節(jié)到什么程度而不影響正常的供熱。因此為保證用戶能夠穩(wěn)定供熱，換熱站循環(huán)泵運(yùn)行頻率往往高于實際需求值。在二次網(wǎng)平衡的調(diào)節(jié)中目前主要依靠樓棟入口的自力式流量平衡閥或自力式壓差平衡閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，初步解決了二次網(wǎng)樓棟間水力失調(diào)的問題，但該兩種閥門無測量信號輸出，我們無法準(zhǔn)確知道二次網(wǎng)資用壓頭的情況。
在循環(huán)泵工頻運(yùn)行和依靠運(yùn)行人員經(jīng)驗的調(diào)節(jié)方式中換熱站和二次網(wǎng)分別調(diào)節(jié)，必然出現(xiàn)循環(huán)泵頻率不能與二次網(wǎng)匹配的情況，二次網(wǎng)末端資用壓頭或高或低。而循環(huán)泵頻率依靠站內(nèi)二次側(cè)供回水母管壓差進(jìn)行調(diào)節(jié)的運(yùn)行方式，雖然實現(xiàn)了循環(huán)泵的頻率隨二次網(wǎng)的適應(yīng)性調(diào)整，但站內(nèi)供回水壓差與用戶端的壓差相差很大，且隨著供熱系統(tǒng)采用熱計量方式的推廣，運(yùn)行工況將隨著用戶的調(diào)整時刻發(fā)生變化，該種調(diào)節(jié)方式也不能體現(xiàn)用戶端的實際情況。
因此在目前的情況下，換熱站循環(huán)泵即使實現(xiàn)了變頻運(yùn)行，我們也無法判定二次網(wǎng)用戶的資用壓頭是否處于合理區(qū)間。
2.根據(jù)供熱循環(huán)泵在實際運(yùn)行得出不同工況下二次網(wǎng)水壓曲線示意圖，用實線表示換熱站循環(huán)泵與二次網(wǎng)調(diào)節(jié)較為合理的工況的水壓曲線，末端資用壓頭剛好克服用戶阻力和平衡閥全開狀態(tài)下的阻力之和；用虛線表示目前國內(nèi)供熱系統(tǒng)實際運(yùn)行過程中換熱站循環(huán)泵與二次網(wǎng)的水壓曲線。在沒有末端資用壓頭作為依據(jù)的情況下，為保證用戶用熱效果，換熱站循環(huán)泵運(yùn)行頻率高于實際需求值，末端資用壓頭較高，須通過平衡閥消耗剩余資用壓頭，而這部分剩余資用壓頭來自于循環(huán)泵消耗的電能，這種情況下就造成了電能的浪費(fèi)。
從上述分析可以看出，換熱站循環(huán)泵調(diào)節(jié)不能與二次網(wǎng)實現(xiàn)匹配的原因是我們無法獲取末端用戶的資用壓頭以及末端平衡閥的開度情況。因此通過在樓棟熱力入口設(shè)置壓力測點(diǎn)測量末端樓棟熱力入口資用壓頭，以此作為循環(huán)泵頻率調(diào)節(jié)的依據(jù)，可實現(xiàn)循環(huán)泵的精確調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
在二次網(wǎng)末端樓棟熱力入口平衡閥前后各安裝一塊供回水差壓表，分別測量平衡閥前后壓差，以此判定末端資用壓頭是否滿足需求以及平衡閥是否處于全開狀態(tài)，控制器采集壓差信號并進(jìn)行分析，實現(xiàn)循環(huán)泵的自動調(diào)節(jié)。
在二次網(wǎng)啟動初期，所有平衡閥流量值或壓差值設(shè)定完成后，啟動循環(huán)泵并逐步提高運(yùn)行頻率，此時末端平衡閥前后壓差隨循環(huán)泵頻率的提高而增加，當(dāng)水力工況達(dá)到樓棟熱力入口流量或壓差設(shè)定值時，在平衡閥的作用下平衡閥后用戶側(cè)供回水壓差不再變化，平衡閥前壓差仍處于增加狀態(tài)，此過程中控制器始終監(jiān)測平衡閥前后差壓表參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)上述情況時，控制器控制循環(huán)泵頻率不再增加，此時末端用戶資用壓頭恰能滿足用戶需求。
隨著供熱系統(tǒng)熱計量方式的推廣，用戶可根據(jù)需求進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，此時二次網(wǎng)水力工況處于動態(tài)變化狀態(tài)，當(dāng)用戶供熱需求上升、二次網(wǎng)流量增加時，末端樓棟熱力入口差壓表、壓差值將同時降低，控制器控制循環(huán)泵提高運(yùn)行頻率，當(dāng)平衡閥后差壓表壓差值恢復(fù)至設(shè)定值時，控制器穩(wěn)定循環(huán)泵頻率；當(dāng)用戶供熱需求降低、二次網(wǎng)流量減少時，末端樓棟熱力入口差壓表壓差值將增加，在平衡閥的作用下，差壓表壓差值保持不變，出現(xiàn)此情況時，控制控制循環(huán)泵降低運(yùn)行頻率，當(dāng)平衡閥后差壓表壓差值開始降低時，停止循環(huán)泵頻率調(diào)節(jié)，并將循環(huán)泵頻率恢復(fù)至平衡閥后壓差開始降低前的頻率。針對上述兩種運(yùn)行工況，通過控制器對循環(huán)泵頻率進(jìn)行自動精細(xì)化調(diào)節(jié)，二次網(wǎng)系統(tǒng)水力工況進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)。由于用戶的調(diào)節(jié)，二次網(wǎng)循環(huán)流量和溫度發(fā)生變化，此時控制器將控制調(diào)節(jié)閥開度實現(xiàn)穩(wěn)定二次網(wǎng)溫度的目的。在二次網(wǎng)負(fù)荷的波動情況下，該種調(diào)節(jié)方式可以及時對整個二次系統(tǒng)的水力工況和熱力工況進(jìn)行調(diào)整，不會對用戶供熱效果產(chǎn)生影響
通過上述分析可以看出，以二次網(wǎng)末端資用壓頭為目標(biāo)進(jìn)行循環(huán)泵頻率調(diào)節(jié)既不會出現(xiàn)因二次網(wǎng)末端資用壓頭過高而浪費(fèi)能源的情況，也不會出現(xiàn)資用壓頭過低不能滿足用戶需求的情況發(fā)生。因此該種調(diào)節(jié)方式既能滿足用戶需求，又能達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
在二次供熱管網(wǎng)末端安裝差壓表測量末端資用壓頭并上傳至換熱站控制器，控制器根據(jù)末端資用壓頭變化情況對循環(huán)泵頻率進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，不但可以使供熱系統(tǒng)實現(xiàn)適應(yīng)二次網(wǎng)實際運(yùn)行工況變化的適應(yīng)性調(diào)整，還可以有效降低換熱站運(yùn)行電耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
