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供热运行技术问题之:集中供热压差与阻力详解

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2017-04-21  浏览次数:269

摘要:集中供热中的压差与阻力,是一对重要的参数,文中对压力与阻力进行了通俗的讲解,对从事供热工作而没有经过专业学习的人员加深理解压力与阻力的关系及它们对于供热的作用有很大帮助,揭示了现场中压力与阻力的测量中容易被忽视的一些重要的细节问题。--廊坊  刘兆军

1、压差与阻力
在供热工程中,压差与阻力在大多数情况下是同义词,流体以一定的流量在一定压力情况下,流经一个水力元件、一段管段之后,其流量是不变的,其压力是有所降低的,称为压力损失,这种压力损失程度可以使用压力仪表测量出来,叫做压力差,简称压差。单位是帕,代号Pa。
同样,流体以一定的流量在一定压力情况下,流经一个水力元件、一段管段之后,水力元件或管段不能使流体的流量减少,但对流体的流动会产生一定的摩擦力,这种摩擦力就叫做阻力。单位也是帕,代号Pa。

在供热工程中,压力、压差、阻力之间的单位换算不需要十分精确,为了应用上的方便采用约等于的方式:
1Mpa=10Kg/Cm2=100m/H2O=1000Kpa=1000000Pa
Mpa:兆帕。
Kg/Cm2:公斤力每平方厘米,俗称公斤。
m/H2O:米水柱,俗称米。
Kpa:千帕。
Pa:帕。
用来计量压差的工具是压力表、压差表,在读取压力表的压力时,为了读取数据的准确,一定要使眼睛的压力表的中心对齐,同时务必注意要将压力表的压力数值加上它所处的位置高度,否则,读取的压力数据是不准确的。

       在供热现场,尤其是一些中小型供热单位,经常看到一些热力公司职工填写的生产运行报表上、自动控制的显示仪表上,出现供水压力低于会水压力的现象,我让他们带我到现场查看测压点的位置,都会发现并不是供水压力高于会水压力,而是由于供水压力的压力表、测压点在高点上,而回水压力的压力表、测量点在低处,都是由于没有计算地势位差而产生的结果。中国供热了解到如果两个压力表在同一高度,在计算压差时,则可以不考虑压力表的高度差。

根据多年的工作经验,我觉得现在市场上销售的普通压力表不能满足供热的数字量化管理的要求,我认为集中供热应该使用量程6公斤或10公斤、精度达到1米或更高精度的压力表,特殊位置还要使用具有耐震功能的高精度压力表。为什么要使用高精度的压力表,原因是现在的集中供热系统,大多情况下循环泵的实际工作扬程不足20米水柱,1的压差占据了循环泵扬程的5%,也就是关系到循环泵耗电量的5%,它和每年几十万、上百万的电费相乘,就是一个不小的数目,所以,很有必要提高压力计量精度。


供热系统中的压差主要的有以下几个:循环泵进出口压差、锅炉进出口压差、供热外网供回水压差、除污器进出口压差、热用户进出口压差。


1、循环泵进出口压差:
循环水泵的进出口都应安装有压力表,这里应安装抗震型高精度压力表。安装时,应安装在水泵进出口处。很多供热单位将压力表安装在水泵进口阀门的外侧和水泵出口阀门、软连接甚至单向阀的外侧,而且,这两个压力表往往不在一个水平面上,这都是不对的。因为这样不能明确反映出循环泵的实际工作扬程。
运行中循环泵进出口的压差就是循环泵此时的实际工作扬程。根据水泵工作的实际扬程对照水泵厂家的样本中水泵的性能曲线,就能看出循环泵是否工作在高效区,估算出循环泵实际流量。这种方法对于变频运行的水泵不适用。


2、 锅炉进出口的压差:
锅炉进出口的压差,也是锅炉运行的阻力。这个压差一般在4-8米。一般热媒参数低的锅炉阻力比较小,热媒参数高的锅炉,锅炉阻力比较大。
锅炉阻力如果过大的原因,大多是由于锅炉运行时实际通过的水量大大超过了锅炉的额定循环水量造成。由于循环水量过大,锅炉进、出水温度过低,影响了炉膛温度,会降低锅炉的热效率,增加循环泵的负担,增加循环泵的耗电量,严重时,循环泵不能给外网提供足够的扬程,影响供热效果。
遇到这种情况可以采用在锅炉的进水管和回水管之间,增加一条与锅炉并联的旁通管的方法,进行分流,保证锅炉在额定流量下工作。方法是,用流量计测量锅炉的循环水量,同时调节旁通阀门,直到锅炉的循环水量达到额定循环量时为止。锅炉循环水量的计算方法如下:


锅炉的额定循环水量=860*锅炉发热量(MW)/锅炉设计供回水温差
根据这个公式:
热媒参数95/70℃:7Mw锅炉(俗称10吨锅炉)额定循环水量是240m3/h。
热媒参数115/70℃:7Mw锅炉(俗称10吨锅炉)额定循环水量是133m3/h。
发热量更大的锅炉可以以此类推。


       对于锅炉的额定循环水量,设计上可以上下偏差30%,考虑到流量增加后锅炉阻力的增加呈平方增加,同时考虑到安全因素,笔者认为循环水量在 10%到-20%之间为好。

       对于旁通管管径的选择,前些年曾有比锅炉管径小一号的说法,这种说法是不科学的。我认为应该根据实际需要分流的流量,进行水力计算,不能超过规范的规定,否则有可能会出现一些意想不到的结果。旁通管上最好安装平衡阀,其次是调节阀,再次是闸板阀。

       笔者看到很多一次网的锅炉也加装了旁通管,笔者认为并不可取。根据现在一次网平衡技术水平,一次网的工会水温差完全可以达到50℃-60℃,即一次网的循环水量可以达到与锅炉的循环水量相适应,因此没有必要在一次管网上再加旁通管。


3、 外网的供回水压差:
外网的供回水压差,是锅炉房供水出口和回水进口的压力差,它实际上包括管网的压差和热用户的压差两部分。这个压差一般在8-20米。外网压差过小,供热质量往往不好,外网压差过大,一是有可能造成超压,二是有可能加大水泵的耗电量。
外网压差小的原因:一是管道管径过大、热负荷不足造成;二是由于水力平衡没有搞好,还有些情况是管网中存在小循环造成。外网压差小往往伴随远端用户不热。
外网压差过大,往往是由于供热半径过长,管径过小造成。这种情况也会伴随远端用户不热不论是外网压差大与小引起的远端不热现象,大多都可以通过水力平衡得到解决。


4、除污器进出口压差:
除污器进出口压差,即除污器的阻力。除污器的阻力正常情况下在1-2米。除污器阻力过大,会浪费循环泵扬程,降低供热效果。
除污器阻力过大的原因:一是除污器的滤网流通面积不够造成,这种情况在使用自制的除污器中多有发生;二是由于除污器选型不当,规格小,实际通过的水量大造成,三是由于除污器阻塞,没有及时清理造成。
一些供热企业,除污器的进出口处没有安装压力表,所以当除污器因阻塞等原因出现阻力过大而影响正常供热时,不能及时发现,到处请专家会诊,花费好几天时间才找到病因,人力、物力、信誉都受到了损失,很是不值得。


5、热用户进出口压差:
热用户进出口压差,也叫热用户供回水压差,是指一栋楼或一栋楼的一个单元或一个单元的一个住户热入口处供回水的压力差。热用户供回水压差不足时,流量肯定肯定不足,供热效果肯定差。
这里指的是一栋楼的入口压差。供热信息网了解到这个压差在1—5米之间,之所以有这么大的差距,主要因为现在供热的室内系统多种多样,主要有:传统的上给下回式、分户改造的一户一环水平串联式、新建的一户一环散热器式、新建的一户一环地热式、新建的一户一环热计量式。


       一般来说,新建的比老式的室内系统阻力大,热计量得比非热计量的室内系统阻力大。东北地区分户改造工程中,有些采用楼下三根管的同程式同时楼道内也采用三根管道的同程式系统,阻力也很大。
造成热用户供回水压力不足的原因有:第一,水力平衡没有做好,近端流量没有合理控制,远端压差不足,流量小。第二,循环泵扬程、流量不够。第三,循环泵扬程、流量够用,但出力不足。第四,楼前供回水管道之间的连通管阀门没有关死,这种情况在现场时有发生。


       锅炉进出口压差、供热外网供回水压差、除污器进出口压差,这几个压差之和等于循环泵的进出口压差,即等于循环泵的实际工作扬程。


最后重申笔者的几个观点:
第一,供热中应该使用高精度的压力表。
第二读取压力数据时,要加上地势高度。
第三,锅炉房、换热站各种压力表的表盘应尽量引至同以高度,建议高度1米或1.5米,以便于观察和计量。----作者:廊坊刘兆军

 
 
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