供回水温差过小是供热企业亟待解决的问题

供回水温差过小是供热企业亟待解决的问题
集中供热已经搞了几十年，然而，在我国的三北地区，目前仍然大量存在供回水温差过小、循环流量过大的问题。
按照供热设计规范，二次网供水温度设计是95°，回水温度设计是70°，计25°温差。
在几十年的供热实践中，即使供热水平比较高的地区，实际的供水温度只能达到65-70°，回水温度45°-50°，供回水温差15-20°。说明规范中的温差25°的设计参数不符合我国的供热实际情况。
现在一些设计院的设计中，二次网的供水温度设计是60-65°，回水温度设计是45-50°，温差是15°-20°。根据近十年的实际运行情况看，在供热运行中很多地区都能达到15-20°设计的指标。
然而，到目前为止，仍然有不少地区，其最大供回水温差小于15°，最高只能达到12°左右，在供热的初末寒期，供回水温差只有7°左右。造成这一现状的原因是，大流量运行，大流量运行使得热源送出的热水在用户散热器里面停留的时间过短，即流速过快，热量还没有散发完，就被循环泵给强行拽了回来。但如果降低循环泵的流量，减小循环水的流速，就会出现两种情况：一是当供热系统的前端用户温度达表示，供热系统的末端用户供热效果差温度不达标；二是当满足末端用户的供热温度时，近端用户的温度就会过高，造成很多住户开窗户的现象，造成热量的大量浪费。这种情况的产生根本的原因是水力不平衡，管网缺乏有效的平衡手段。
自力式流量控制阀在我国的应用已经有十几年，对于实现管网平衡，降低循环流量有立竿见影的功效，白山市供热总公司是吉林省乃至东三省集中供热水平比较高的热力公司之一，从1997年至今每年新入网的用户必须安装自力式流量控制阀，指定“爱能牌”。白山市的集中供热水平之所以高于同行业其他热力公司，在管网平衡方面自力式流量控制阀起到了关键作用。吉林辽源供热管理处从2004年开始，对于新建或分户该做的楼，规定必须安装“爱能牌”自力式流量控制阀，对提高供热质量起到了明显的作用。
供热企业使用自力式流量控制阀所起到的作用有两个：
第一， 实现管网平衡，消除冷热不均现象，杜绝了近端用户过热开窗造成的热量浪费。
第二， 提高供回水温差，降低流量，大量节省循环泵的耗电量。
1、使用自力式流量控制阀节热量计算
以一栋4000平方米的住宅为例，假设在没有使用自力式流量控制阀之前，住户的室内温度为21°C，在使用自力式流量控制阀之后，室内温度下降到18°C，节省了3°C热量。
根据耗热量公式：
QV1=qv*vw*(tn1－tw)　　　　　且QV1=qF1*F
QV2=qv* vw *(tn2－tw) 　　且QV2=qF2*F
QV1：室内温度18°C度时建筑物的耗热量，W。
QV2：室内温度21°C度时建筑物的耗热量，W。
qv：建筑物的体积热指标，W/ｍ3°C。
vw：建筑物的外围体积，ｍ3
tn1：室内标准温度18°C。
tn2：室内超标温度21°C。
tw：室外平均温度，-8.5°C度（长春地区）。
F：建筑物的建筑面积，ｍ3。
qF1：室温18°C度时建筑物的面积热指标，取55W/ｍ2h
qF2：室温21°C度时建筑物的面积热指标,W/ｍ2h.
将以上数据代入公式：
qv*vw*(18+8.5)/ qv*vw*(21+8.5)=(4000*55)/4000* qF2
可以得出：当室温21°C时的热耗为61.2W/m2*h，比18°C室温时多耗热5.8W,
一栋4000平米的住宅，每年多耗热量：
Q=5.8*24*4000*170=94.656Mw
折合340.76GJ
若热量价格以17元/GJ计算，节省3°的热量可节约340.76*17＝5793元
热量价格以17元/GJ计算，节省1°的热量可节约5792.92/3＝1931元
备注：这是几年前热电厂的热价，如果是锅炉房自己烧的话，热价肯定高于热电厂的价格。即使是热电厂现在的热量价格也远高于17元，各地可根据当地具体的价格进行折算。
2、使用自力式流量控制阀节电量计算
现在一些用户的供回水温差最高只有12°，如果将温差提高到15°，根据热平衡原理：
耗热量=12*原来流量=15*现在流量
现在流量/原来流量=12/15=80%
根据热量平衡原理，在供回水温差由12°提高到15°后，循环流量将降低到原来的80%，众所周知，使用循环泵变频运行时，流量的降低与耗电量称三次方的关系：
现在耗电量=原来耗电量*（80%/100%）3
现在耗电量=51.2%
即在使用自力式流量控制阀实现供热管网的平衡，降低流量后，节电量最高基本可达到原来的49.8%。相应的在不更换循环泵和管道的前提下，可以增加20的供热面积。
在我国东北地区，水力平衡做得好的单位，严寒期一次网供回水温差50-60°，二次网供回水温差15度-20°。根据根据上面的计算方法，对比本单位的供回水温差，可以算出存在多少浪费。
我在2006年，在伊通满族自治县曾给热力公司做过一次网的平衡，83万平米，原来的供回水温差20多度，做完平衡后一次温差达到40度，和前一天相比，一天节省电费5000多元。可见，通过实现供热平衡提高温差，可以节省的电量是非常可观的。
3、使用自力式流量控制阀的节水计算
供热系统的失水有三方面的原因：一是管网的渗漏；二是由于系统不热用户放水；三是用户偷水。管网的渗漏可通过提高管理来实现，用户的偷水可以通过添加臭味剂的方法解决，用户暖气不热而引发的用户放水现象可以使用自力式流量控制阀进行管网的平衡，实现冷热均匀消除。
根据一些供热企业进行管网平衡前后的对比发现，在管网达到平衡后，系统的失水律最少可以降低15％以上。
由于补水补进系统的是冷水，一般水温在10-15°C。我们补水取12°C，供水温度取56°C，回水温度取40°C，加热一公斤冷水所需热量为：
QL=(40°－12°)*1=28Kcal
从以上计算看出，加热一公斤冷水的耗热量是28Kcal，以一个日丢水100吨的单位为例，若每日减少15％的失水，一个采暖期以170天计算，热量以17元/GJ计算，可以节约：
热量： 100*15%*1000*28*170*4.1868*10－6＝298.93GJ
折合：298.93*17＝5081.8元
水量：15*170＝2550吨
水费按4元计算。
2550*4＝10200元
通过以上分析可以看出，使用自力式流量控制阀进行管网平衡，不仅是解决了水力失调问题，使用户的室温得到合理的控制，更重要的是极大地减少了供热热量浪费、电量浪费、水资源浪费，多方面的节约了供热成本。
所以我们说，提高供回水温差可以节电、节热、节水，同时可以增加供热面积。
水力平衡是一项系统工程，不单单是安装自力式流量控制阀，它包括：1，通过管网的水力计算和实际运行情况的分析对比，找出最不利环路所在；2，通过水力计算确定实际所需循环泵的流量和扬程，与现有的循环泵参数进行比较，参数不匹配的需要安装变频器或换泵，使得循环泵的工作点与实际需要相匹配；3，多台换热器或锅炉的水力平衡控制；4，在前三步的基础上制定流量阀的安装方案，确定流量阀的安装规格、数量、位置；5，制定运行调节方案；6，指导调试。
一个平衡方案要想达到平衡和节能的双重功效，根据我十多年的经验：流量阀的质量占40%，科学合理的方案40%，使用方的正确使用占20%。


附件：
安图县明安热力公司改造方案
一、 运行方式与循环水量的确定
运行方式不同对循环水量的要求也是不同的，低温长烧所需的循环水量相对小，间断供暖所需的循环水量相对大。如果没有做好水力平衡，需要的循环水量还要大一些，温差还要小一些，在12度左右。
流量达不到上述要求的，定会存在楼与楼之间或者单元与单元或者是楼上和楼下之间的冷热不均现象。
本设计的运行流量是4公斤每平方米，这个流量是间断供热的最低流量，这个流量对于间断供热来说在有些供热公司也是不足的，考虑到这层因素，实际运行时，如果间断运行不理想，可以改为低温常超，那时，流量还可以降低一些，如3.5----3.7公斤每平方米。
二、 间断运行的方案：
（一）运行流量是4公斤每平方米时：
1、9#楼支线由dn80改为dn100，入户dn80。
2、8#楼支线由dn125改为dn150，入户dn125。
3、13#楼支线由dn100改为dn125，入户dn100。
4、在原方案的基础上增加流量阀，35#楼—dn40，36#楼---dn32，37#楼---dn25，38#楼---dn25，8#楼---dn125. 减少7#楼—dn32.
5、锅炉房除污器及前后管段弯头，在运行流量是4公斤每平方米时，阻力过大，达到3.5，要更换成dn350。
6、加压泵扬程6-7米，流量100吨每小时。
7、其它同原方案。
运行时，原来55kw泵满负荷，加压泵同时运行。冷热均匀。
（二）运行流量是3.5公斤每平方米时：
1、在原方案的基础上增加流量阀，35#楼—dn40，36#楼---dn32，37#楼---dn25，38#楼---dn25，减少7#楼—dn32.。
2、9#楼不装流量阀。
3、加压泵扬程5-6米，流量80吨每小时。
4、其它同原方案。
运行时，原来55kw泵可以适当降低频率运行，节省部分电耗。极容易出现单元与单元或者是楼上和楼下之间的冷热不均现象。可靠性差
三、低温长烧运行的方案：（推荐方案）
（一）运行流量是3.5公斤每平方米时：
1、9#楼支线由dn80改为dn100，入户dn80。
2、8#楼支线由dn125改为dn150，入户dn125。
3、13#楼支线由dn100改为dn125，入户dn100.。
4、在原方案的基础上增加流量阀，35#楼—dn40，36#楼---dn32，37#楼---dn25，38#楼---dn25，8#楼---dn125，减少7#楼—dn32.
5、加压泵扬程6-8米，流量80-90吨每小时。
6、其它同原方案。
运行时，原来55kw泵变频可降低频率，节省部分电耗，加压泵同时运行。冷热均匀。可靠性高。运行调节灵活性高。
（二）运行流量是3公斤每平方米时：
1、9#楼支线由dn80改为dn100，入户dn80。
2、8#楼支线由dn125改为dn150，入户dn125。
3、13#楼支线由dn100改为dn125，入户dn100.。
4、在原方案的基础上增加流量阀，35#楼—dn40，36#楼---dn32，37#楼---dn25，38#楼---dn25，8#楼---dn125. 减少7#楼—dn32.
5、加压泵扬程3-4米，流量70吨每小时。
7、其它同原方案。
运行时，原来55kw泵，大幅度降低频率，节省大量电能。极容易出现单元与单元之间或者是楼上和楼下之间的冷热不均现象。可靠性差
四、 明年改混水问题：
在一次网40度温差前提下，一环、三环可各供16万平方米，二环可供9万平方米，合计21万平方米。如果各环路超过上面的面积，再根据具体情况的计算结果，进行相应的整改。
备注：
８#、9#、13#楼如果不比图纸标注的规格加大一号，就得分别另加加压泵，或者更换锅炉房55kw水泵为75kw的水泵。
说明:
该供热公司去年供热期，供热11万平米，3#、4#、5#楼不热，运行一台55kw，600吨流量，扬程26米，变频40hz运行。今年面积增加到14.2万平米面积， 经过咨询相关人士，准备更换一台75kw或90kw水泵。根据本人的设计和计算，在做好水力平衡的基础上，不用更换大泵，只增加一台 轴功率3kw的加压泵（内容参见推荐方案），就可以达到供热要求，同时解决3#、4#、5#楼不热的问题。
声明：这里披露了方案的部分内容，一些关键内容没有披露，因此不要简单模仿，如因照搬这里的方案，由此造成的后果自负。
节能：
1、 一台75kw的泵大约4.5万元。
2、 电机功率75-55-3=17kw，一个kw一个供热期电费大约3000元*17=5.1万元。
3、 消除了供热的冷热不均现象。
后续情况
安图明安供热公司通过一年的运行，受到了很好效果，并表示09年的扩网改建还要继续邀请笔者咨询。 自己的方案能够被用户认可，我很欣慰，对于国家，节能降耗的目的达到了，对于热力 公司省了钱，对于个人多了一些收入，这样的多方受益的事情怎能不让人欣慰呢？
安图明安供热公司供热面积13万平米，使用一台55kw循环泵，供热效果在全县5个供热公司里最好。
安图县供热面积相同的温源供热公司面积11.5万平米，使用一台55kw和一台45kw循环泵。
安图县烟业供热公司11万平米，使用二台55kw循环泵。
目前这两家热力已经和我签订了合同，安装正在进行。
其中一家的整体方案（包括高层供热方案，买现成的设备最低9万元，我所设计的方案5万元）8月底资金到位后签订合同。
我做的方案实际上是管网平衡、调节运行、节电节热以及供热领域的一系列疑难技术问题在内的整套方案。方案不是千篇一律的，根据用户具体情况的不同，具体内容也不相同。
再次重申：水力平衡是一项整体工程，如果是单单安装自力式流量控制阀就能解决问题这么简单的话，也就不会有冷热不均的现象了。
我的网站， http://gongre114.w333.west263.cn/，邮箱 lao9shu@163.com