民用热力站合理规模的探讨

一 序言

北京市《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》4、11中规定，应经技术经济论证，合理确定换热站的供暖范围，供暖面积宜加以控制。
城市热力网设计规范CJJ34修订版10、3规定，民用热力站最佳供热规模，应通过技术经济比较确定。当不具备经济比较条件时，热力站最大规模以供热范围不超过本街区为限。以上两项标准说明：民用热力站的规模不宜过大。

二 热力站规模偏大的原因分析

目前，热力站的规模普遍偏大，供暖面积一般为10万m2以上，最大的达到40～5010万m2。

1、热力站规模大的优点：
集中供热工程投资较低。在编制集中供热项目的可行性报告和城市供热规划的投资估算时，供热项目的投资只计算到热力站，故热力站的规模越大，集中供热工程的投资越少。
经济评价目标函数：投资回收年限、总费用现值PC和总费用年值AC较低。集中供热系统包括一次管网、二次管网及热力站，对供热系统进行经济分析时，首 先涉及到的是热力站的规模。对某供热区，在满足同样供热需求的情况下，可以设置一至数座热力站，其规模的变化必将导致组成该供热工程的总投资及各项年运行 费的变化，热力站的规模大，由于同时使用系数和参差系数使站内设备容量相对减小，且提高了设备使用率，但同时压降和散热损失增加了，二次网的投资也增加 了。从某些经济分析结论可知，热力站的规模越大越经济，投资回收年限越短。
运行管理人员较少，目前，热力站基本上是有人值守，每天三班，每班1～2人，热力站规模越大，运行人员相对越少。

2、热力站规模偏大的缺点：
二次管网水力失调现象较严重，供热效果不好，用户冷热不均，有部分用户的室温达不一设计要求，投诉率较高。一般热力站是在下列条件下建成的，一种是通 过新建二次管网将热量送到不同单位或不同小区的旧有庭院管网内，由于没有对旧有管网的水力工况进行核算，也没有对新建管网进行水力计算，运行时，各个用户 可能会出现严重的水力失调现象。如北京南小营供热厂的一个热力站，供热面积13万m2，供热半径1.5km，热用户有市长之家、中国日报社、经贸大学、化 工出版社等，集中供热第一年运行时，出现严重流量分配不均问题，一些用户反映非常强烈。一种是热用户由多层建筑与高层建筑共同组成，如六里桥市政策供热厂 某一热力站供热面积25万m2，其中有两幢25层高层建筑，设计时将膨胀水箱置于高层屋顶上，信号管连接在回水支管上，定压点选择不当使高层建筑最上几层 经常积气。还有一种是通过分水器将热分配至几条主干线上，每条主干线的口径、长度、供热面积不一样，运行时又没进行流量分配，因此，出现流过某些主干的流 量偏多的问题。如首都机场某热力站。
二次循环水泵能耗偏大。目前，热力站二次水循环水泵选择的普遍偏大，运行时的流量和扬程比要求的大得多，形成了大流量的运行方式，带来了如下问题：降 低了水泵运行效率，泵的运行点是由泵的性能和水系统特性两方面因素确定的点。当选择的泵型号与设计参数一致，当配管阻力的设计值和实际的配管阻力一致则水 泵运行在理想状况，减少了无用的运行，实现了高效的运行。但，现有热力站水泵几乎都在使用有富裕能力的水泵，水泵工作点处于低效位置，一般水泵效率约为 0.4-0.6。提高了水泵耗电费用。按照《民用建筑节能设计标准》规定，供热系统中循环水泵的电功率一般控制在单位建筑面积为 0.35-0.45w/m2范围内，而大流量运行方式下，热力站循环水泵实际电功率在0.5-0.6 w/m2，有的甚至高达0.6-0.9 w/m2，采暖其循环水泵的耗电量地加11-33%，甚有达100%。
出现供热量浪费现象和失水率过高的问题。当热力站规模较大时，水力工况失调和热力工况失调往往使近端用户室温超过设计室温，浪费了供热量，末端用户室温不能达标，有些用户放水，失水率过高也浪费了供热量。
现有热力站的设备不能满足分户供热、计量收费的要求。
计量收费要求在热力站内设置热量计，设置压差控制器或限流器，采用变速水泵等。目前许多热力站高有或仅安装上述部分设备，不能适用分户供热、计量收费的要求。
热力站规模越大，系统水力工况变化较大，对压差控制器、限流器、恒温阀的耐压能力提出了更严格的要求。设计时常常把现有规格的用于定流量系统的阀套用 到变流量系统上。实际运行说明，这样构成的系统不能满足热力站规模大的高压差的要求，结果是变流量供热系统的温差Δt达不到设计要求，热交换器不能有效地 工作。主要原因是阀的泄漏，阀不能充分关闭或者阀的密封和阀芯遭到腐蚀等。如果热力站规模小些，则水力工况变化也小，控制上相对稳定，热力站设备的选型易 于满足用户的要求。

3．形成热力站规模偏大的原因分析
仅以经济评价标准作为优化目标是导致热力站规模偏大的主要原因之一。