集中供热循环系统中的水力失衡问题及处理措施研究.pdf

安全与生产模具制造 2023年第11期集中供热循环系统中的水力失衡问题及处理措施研究李 跃（长春市春城投资发展集团有限公司，吉林长春 130000）【摘要】集中供热循环系统作为一种高效能源供给形式，已广泛应用于城市和工业领域。水力失衡问题主要源于管网设计不当、设备选型不合理，以及系统运行中产生的多种因素，导致供热管道中介质流动不平衡，从而使部分区域温度过高或过低，能耗增加，设备损坏加剧，用户感受舒适性下降。旨在深入探讨集中供热循环系统中的水力失衡问题，并提出相应的处理措施与优化策略。关键词：集中供热循环系统；水力失衡；处理措施中图分类号：TU995 文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.11.087Research on Hydraulic Imbalance Problem and Treatment Measures in Central Heating Circulation SystemLi Yue（Changchun Chuncheng Investment Development Group Co.,Ltd.,Changchun,Jilin 130000,CHN）【Abstract】As an efficient form of energy supply,the central heating cycle system has been widely used in urban and industrial fields.The problem of hydraulic imbalance mainly stems from improper design of pipeline networks,unreasonable selection of equipment,and various factors generated during system operation,resulting in imbalanced flow of media in heating pipelines,resulting in high or low temperatures in some areas,increased energy consumption,intensified equipment damage,and decreased user comfort.This article aims to deeply explore the hydraulic imbalance problem in the centralized heating circulation system,and propose corresponding treatment measures and optimization strategies.Key words:centralized heating circulation system；hydraulic imbalance；handling measures1 引言在城市和工业领域，集中供热循环系统是一种常见的供热方式，它通过中心供热站将热能传输到各个用户的建筑中，以满足冬季供暖和其他热水需求1。这种形式的供热通常比分散式供热更高效且更节能，因为它能够集中管理和控制能源的供应。然而，随着城市的不断发展和供热系统规模的扩大，水力失衡问题越发显著。水力失衡是指供热系统中各管道分支流量分配不均衡的现象，导致一些区域温度过高，而另一些区域温度过低2。这种不平衡的流动分布会导致系统的热效率下降，能耗增加，甚至可能导致设备过载或损坏，同时影响用户的舒适感受。解决集中供热循环系统中的水力失衡问题是提高供热系统整体性能和运行效率的关键。因此，有必要对水力失衡的原因进行深入研究，并提出相应的处理措施与优化策略3。通过对该问题的综合分析，可以有效改善供热系统的运行状况，减少能源消耗，降低维护成本，提高用户的使用体验，进而推动城市供热行业的可持续发展。2 集中供热循环系统简析集中供热循环系统是一种将热能从中心供热站传输到用户建筑的供热方式。它由一组相互连接的管道、泵、阀门和换热设备组成，通过循环流动热水或 271安全与生产模具制造 2023年第11期蒸汽来向用户提供冬季供暖和其他热水需求。2.1 系统的基本原理集中供热循环系统是一种通过集中供热站将热能集中供给各个用户的供热方式。其基本原理可以概括为以下几点：热能产生。集中供热循环系统的热能通常由能源中心或热电联产厂等供热站点产生。这些站点通常采用燃煤、天然气、燃油、生物质等作为能源来源，通过燃烧产生热能。部分供热系统还采用可再生能源，如地热能、太阳能等；热能输送。产生的热能通过供热管道输送到各个用户的热交换站或换热器。供热管道通常采用保温材料包裹，以减少能量损失，并确保热能能够高效输送到目标地点；热交换与分配。在每个用户的热交换站或换热器中，热能被传递给用户的暖气、热水或其他热负荷。这些热负荷可以是居民家庭、学校、医院、工业企业等；冷却回收。用户使用完热能后，冷却的水通过回路再次输送回供热站。在供热站中，通过换热器对冷却水进行热量交换从而提高温度，形成循环；控制系统。为了保持系统稳定运行和满足不同用户的需求，集中供热循环系统通常配备了智能化的控制系统。该系统可以监测供热网络的热力参数，实时调节供热站的运行模式，保证整个系统的水力平衡和能量高效利用。集中供热循环系统由于集中供热站的高效能源利用和集中控制的优势，相较于分散供热方式，能够更好地适应城市能源规划和节能减排要求。它不仅提高了供热的稳定性和可靠性，还有助于减少能源浪费，改善空气质量，推动城市供热系统的可持续发展。2.2 集中供热循环系统的优势其一，高效节能。由于能源在中心供热站集中供给，可以实现大规模高效能源利用，减少能源浪费；其二，环保减排。中心供热站采用先进的燃烧技术，有利于减少排放物的产生，降低空气污染；其三，运行管理简便。集中供热循环系统可实现集中控制和监测，便于运行管理和故障排除；其四，提高用户舒适性。用户无需自行采购、安装和维护供热设备，享受到稳定、持续、舒适的供热服务。然而，该系统也面临一些挑战，其中之一是水力失衡问题，即系统中不同管道之间流量分配不均匀，导致供热效果不理想4。因此，水力失衡问题的研究与解决对提高集中供热循环系统的运行效率和性能至关重要。3 集中供热循环系统中的水力失衡问题分析3.1 管网设计不当在集中供热系统中，管网的布局和设计直接影响到供热水的流动分布。若管网设计不合理，可能导致一些管道流量过大，而其他管道流量较小，从而造成水力失衡问题。3.2 管道尺寸选择不当管道的尺寸与供热负荷息息相关。若管道尺寸选择不合适，可能导致某些管道管径过小，阻力增大，流量减少，而其他管道管径过大，流量过大，进而造成水力失衡。3.3 设备选型问题供热系统中的泵和阀门等设备的选型也可能对系统的水力平衡产生影响。若设备的性能参数不合理，可能导致供热水流动不均匀，造成水力失衡。3.4 系统运行中产生的问题长期运行中，供热系统可能会出现管道堵塞、阀门故障、泵的性能衰减等问题，这些问题都可能导致水力失衡。4 集中供热循环系统中水力失衡问题的处理措施4.1 管网改进与优化首先，添加调节阀与流量控制阀。在管网的关键位置，安装调节阀和流量控制阀，可以调整管道的流量和压力，控制热水的分配，使各支路的流量更加均衡5。通过调节阀门的开启程度，可以灵活地控制供热水的流动，从而消除水力失衡现象；其次，管道直径调整与改造。对流量过大或过小的管道，可以考虑调整管道的管径或进行改造。增加管道管径可以降低管道阻力，提高流量，减少压力损失；而缩小管道管径可以增加管道阻力，降低流量，使流动更加均匀；第三，平衡管道长度。管道长度对水力失衡有一定影响，过长的管道可能导致压力损失较大。在设计或改造管网时，尽量缩短长管道的长度，或通过增加支路，减少水流的距离，从而减少压力损失；第四，优化管网布局。合理的管网布局可以降低水力失衡的发生概率。在设计或改造管网时，应该充分考虑建筑物的布局和供热需求，合理规划管道的路径和分支，确保供热水流动分布均匀。最后，管道绝热处理。对暴露在室外或不受保温的管道，可以进行绝热处理，减少热能损失，确保介质在管道中的温度保持稳定，进一步改善水力失衡问题。272安全与生产模具制造 2023年第11期4.2 设备选型与优化首先，泵的选取与调整。合理选择泵的类型：根据供热系统的流量和压力需求，选择适合的泵类型，包括离心泵、容积泵等，以确保泵的性能与系统匹配。泵的调整与运行策略：根据系统的运行状态和需求，调整泵的运行速度或启停频率，以实现供热水流量的平衡；其次，阀门及其他附件的优化。合理选择阀门类型：根据系统的流量和压力要求，选择适合的阀门类型，如调节阀、截止阀等，以实现流量的精确调节。阀门的调整与控制策略：根据系统的实际运行情况，灵活控制阀门的开启程度，实现介质的分配均衡；第三，换热器的优化。确保换热器的设计与容量满足供热负荷的需求，避免换热器过小或过大导致供热效果不佳。定期维护和清洗换热器，防止污垢积累影响换热效率；最后，设备的智能化与自动化。引入智能控制系统：采用先进的自动化控制系统，根据实时数据调整设备的运行状态和参数，实现供热系统的动态优化。采用能效设备：选择具有高效能和节能特性的设备，以降低能耗，提高系统的能源利用率。4.3 自动化控制系统的应用首先，设备间的联动控制。自动化控制系统可以实现设备间的联动控制，根据系统的整体需求和运行状态，协调泵、阀门和换热器等设备的工作，确保供热水流动的平衡分配；其次，实时数据采集与监测。自动化控制系统能够实时采集供热系统的各种数据，包括温度、压力、流量等参数。这些数据可以用于系统状态的监测和分析，及时发现水力失衡问题并进行调整；最后，故障诊断与报警功能。自动化控制系统可以对供热系统进行故障诊断，并在出现异常情况时及时发出警报，提醒操作人员进行处理，防止问题进一步扩大。4.4 定期维护与管理首先，管网和设备清洁。定期对管网和设备进行清洁，清除管道内的污垢和杂物，防止堵塞和阻力增加，保持供热水的流通畅通；其次，泵和阀门维护。定期检查和维护泵和阀门，包括润滑泵轴承、检查密封件、调整阀门的开启程度等，确保泵和阀门的正常运行；第三，换热器清洗。定期对换热器进行清洗和维护，清除换热表面的污垢和腐蚀物，保持热交换效率，防止热能损失；第四，实时监测与数据分析。使用自动化监测系统，定期对供热系统的运行数据进行收集和分析，发现潜在问题，并及时采取措施进行调整和优化；第五，定期校准与检查。定期对流量计、温度传感器等仪表进行校准和检查，确保数据的准确性和可靠性；第六，故障排除与维修。一旦发现供热系统出现故障或异常情况，及时进行故障排除和维修，防止问题扩大并保障系统的稳定运行。最后，健全运维管理制度。建立健全供热系统的运维管理制度，明确责任分工，确保各项维护和管理工作得到有效落实。5 结束语在集中供热循环系统中的水力失衡问题是一个需要重视的挑战，但也是可以通过合理的研究和处理来解决的。本研究深入探讨了水力失衡问题的原因、影响和检测方法，并提出了一系列处理措施和优化策略。通过管网改进与优化，可以调整管道流量分配，保持各管道流量的平衡。设备选型与优化确保设备性能与流量需求相匹配，使热水流动分布更加均匀。自动化控制系统的应用能够实现智能化运行，动态调整设备的运行状态，消除水力失衡问题。同时，定期维护与管理是确保供热系统稳定运行的重要环节，通过清洁管网和设备、维护泵、阀门和换热器等，保持系统的良好状态。在实施这些处理措施的过程中，可以提高供热系统的运行效率，降低能耗，延长设备寿命，并提升用户的舒适体验。这对城市能源的可持续发展和提高供热行业的服务水平具有重要意义。总而言之，解决集中供热循环系统中的水力失衡问题需要多方面的努力和综合应用不同的方法。我们相信，通过持续研究和改进，集中供热系统将能够更加高效、可靠地为人们提供温暖和舒适的生活。参 考 文 献1王丽红.浅谈集中供热循环系统中出现的问题及处理措施J.建筑工程技术与设计,2020,(17):36822刘建国.浅谈集中供热循环系统中出现的问题及处理措施J.南方农机,2020,51(07):252253 3刘占宏.太阳能集中供热循环系统问题探讨J.城市地理,2017,(02):1814徐雪.浅谈集中供热循环系统中出现的问题及处理措施J.建材发展导向（上）,2020,18(08):93 5谢雪梅,李小韵.集中供热及建筑循环系统的水力平衡J.暖通空调,2010,(05):I0013I0020作者简介：李跃，男，1979年3月生，汉族，吉林蛟河人，本科，高级工程师，处级干部，研究方向：供热管网。（收稿日期：2023-07-17）DMM 273