集中供热系统运行状况调查诊断_工程实践

摘要

摘要：制定了集中供热系统运行状况调查诊断方案。结合工程实例，对实际集中供热系统的运行状况进行了调查诊断，给出了诊断结果。关键词：集中供热系统；运行状况；调查；诊断Investigatio

摘要：制定了集中供热系统运行状况调查诊断方案。结合工程实例，对实际集中供热系统的运行状况进行了调查诊断，给出了诊断结果。

关键词：集中供热系统；运行状况；调查；诊断

Investigation and Diagnosis of Operation Conditions of Centralized Heat-supply System

SUN Chunhua，LIU Liying，FU Xiangzhao

Abstract：The investigation and diagnosis scheme of operation conditions of centralized heat-supply system is established.The actual investigation and diagnosis of operation conditions of centralized heat-supply system are performed with an engineering example，and the diagnosis result is given.

Key words：centralized heat-supply system；operation conditions；investigation；diagnosis

供热系统是为建筑服务的，但与建筑寿命相比，供热设备和管道的使用寿命约为建筑的33.3%～50.0%。随着使用年限的延长，许多供热设备和管道出现了不同程度的物理性能劣化现象，往往导致室内温度低于设计值、管道泄漏、系统能耗增加等问题。随着城市供热的现代化、管理自动化、社会化、商品化，既有供热系统已不能满足用户的要求，供热设备在节能、安全性等方面低于新开发的产品，也可能不符合现行法规标准的要求，导致供热系统不适应设备发展的需要^[1]。无论是解决供热系统出现的问题还是节能改造，对供热系统运行状况的调查诊断是必不可少的环节^[2～3]。本文结合工程实例，对集中供热系统运行状况的调查诊断方案进行探讨。

1 调查诊断方案

在明确诊断目的后，应对供热系统进行诊断。为了有效地进行诊断，先要通过咨询了解供热系统的运行现状，即进行预备调查，了解事故和不合理的情况。在此基础上，编制调查计划，包括一次调查、二次调查的内容和形式。调查供热系统各部位物理性能劣化的程度是调查的目的，分析、评价调查结果是诊断的目的。诊断分为一次、二次诊断，一次诊断以定性诊断为主，对于采用一次诊断不能评价的部分，需进行二次诊断。

① 预备调查

向供热系统维护管理人员了解如下情况：用户的需求，设备不合理运行的程度，当前设备的概况等。还要通过竣工资料、运行记录和检测记录等，基本掌握供热系统的现状。

② 调查

一次调查：根据一次调查计划收集以下资料：a.一般事项：调查有无建筑物概要和供热系统设计图纸等，并收集运行记录和设备明细表。b.供热系统：能耗、维护管理体制、设备的变更和用户的需求等。c.现场巡检：了解供热系统的运行现况。d.详细调查以下内容：运行事故，设备物理性能劣化程度，维护和修理状况，用户改变情况及今后的发展等。

二次调查：根据二次调查计划，采用计量测试仪器对供热系统的实际运行参数进行测定，对管道还要进行非破坏检查和采样检查。

③ 诊断

一次诊断根据一次调查的情况，对各项调查内容进行定性诊断。对于已有结论的部分，终止诊断。对于不明确的内容，则进行二次诊断，二次诊断是定量的，需要消耗大量的人力、物力。

一次诊断内容包括：a.性能劣化诊断：设备零部件更换、购买的难度，设备、管道物理性能降低的程度；设备零部件腐蚀、变形等机械性能状态；管道的腐蚀、漏水等。b.安全性能诊断：安全性能是否符合现行法规标准的规定，安全指标是否失效等。c.环境性能诊断：包括各种环境因素(温度、湿度、光、声、保健卫生等)，工作环境和各种设备的整合。d.节能性能诊断：采用节能技术的状况，能耗现况。

二次诊断内容包括：对供热设备、管道的物理性能劣化程度进行定量的分析评价，并对供热系统的节能性、安全性、室内外环境保持性和法规标准适应性等进行定量的评价。

2 工程实例

2.1 一次调查诊断

某集中供热系统总供热面积约622×10⁴m²，包括97座热力站。通过预备调查了解到，供热系统存在严重冷热不均的现象，根据预备调查的结果初步拟定了调查计划，对供热系统进行一次调查。一次调查的内容包括换热器、循环泵、补水泵等供热设备的型号、数量、规格；热力站供热面积、环境、安全性、是否采取节能措施等；供热设备、管道腐蚀、损坏情况等；各居住小区建筑类型、建成年代、供热面积、室内供暖系统形式及用户室内温度等。

通过与热力站工作人员及用户的沟通，发现存在用户之间冷热不均的主要是供热面积较大的小区，有的用户室内温度达到30℃，而有的还不足16℃。很多建筑年代比较早的建筑室内供暖系统采用单管串联方式，垂直失调相当严重，底层与顶层用户室内温度相差在6℃以上。

大多数二级管网没有自动监控设备，只有个别新建居住小区的二级管网设置了自动监控设备。很多旧小区普遍存在架空管道，并伴有保温层损坏严重以及钢管裸露的情况。有些用户发现散热器温度较低时，习惯性地对散热器进行放水，这种现象在室外温度较低时较明显。很多热力站存在以下问题：潮湿、通风不良、空间狭小，维修保养不便；温度计、压力表失准或损坏；循环泵及管道腐蚀相当严重；存在阀门漏水现象；热力站工作人员专业素质普遍偏低，只负责读取运行参数，缺少运行维护的常识。

2.2 二次调查诊断

① 小温差运行

笔者分别采用超声波流量计、点温计测量了各热力站的一二级侧的流量、供回水温度。热力站一、二级侧供回水温差分布情况见表1、2。由表1、2可知，近36%的热力站一级侧供回水温差在20℃以下，有7.6%的热力站一级侧供回水温差在10℃以下。67%以上的热力站二级侧供回水温差在10℃以下，有9.5%的热力站二级侧供回水温差在4℃以下，有的竟然不足2℃。由分析可知，一二级管网均处于小温差运行状态。

表1 热力站一级侧供回水温差分布情况

供回水温差/℃	≥30	25～29		20～24	15～19	10～14	＜10
分布比例/%	8.6		19.8	35.4	14.7	13.9	7.6

表2 热力站二级侧供回水温差分布情况

供回水温差/℃	≥15	10～14	7～9	4～6	＜4
分布比例/%	6.4	25.8	38.7	19.6	9.5

② 供热系统节能性差

将97座热力站供热范围内的居住建筑按建筑年代进行了分类，计算出各年代居住建筑平均耗热量指标。以各年代居住建筑平均耗热耗指标作为分析指标，计算出各个居住小区耗热量指标偏离比例。对于不同年代的居住建筑，高于平均耗热量指标15%以上的居住小区共有37个，有3个居住小区高于平均耗热量指标竟达300%以上。很显然，供热系统的节能性较差。

③ 一级管网循环泵选型过大

该供热系统一级管网的设计计算阻力约91m，流量为10327m³/h。一级管网单台循环泵的额定扬程为150m，额定流量为2600m³/h，功率为1600kW，额定效率为75%，4台循环泵并联运行。经计算可得，循环泵的实际效率约39%。很显然，由于循环泵的额定扬程远大于实际扬程，造成循环泵的工况点偏离高效区，导致循环泵效率大幅度降低，使得输配系统的效率大幅降低^[4]。

④ 一级管网一次能效比偏低

一级管网一次能效比I_PER的计算式为^[5]：

式中I_PER——一级管网一次能效比

Φ——一级管网输送至热力站的热流量，kW，经实测计算为230445kW

P——一级管网循环泵功率，kW，取6400kW

η_f——电厂的发电效率，取0.32

η_w——电网的输送效率，取0.95

由上式计算得，I_PER=10.9。由于循环泵与管网特性不匹配，选型过大，实际工况点偏离高效区，使得I_PER偏低，仅为10.9。若选择合适的循环泵使实际工况点处于高效区，有利于，唧的提高。设定循环泵在高效区运行，效率为75%，总流量为10327m³/h，扬程为91m，总功率为3792kW时，一次能效比I_PER将提高到18.5，供热系统耗电量也将大幅降低。

3 诊断结果

① 供热系统存在供热设备、管道物理劣化现象。

② 供热系统节能性较差。通过对供热系统的测试分析，有37个居住小区高于平均耗热量指标15%以上，而有的竞达300%以上。造成冷热不均的原因是供热半径大、情况复杂，没有设置热网监控系统。

③ 循环泵选型过大，一级管网一次能效比偏低。

参考文献：

[1] 李先瑞.供热、空调设备和系统的诊断[J].供热制冷，2003(4)：58-61.

[2] 邵进良，刘志颖.供热统故障的诊断与排除[J].煤气与热力，2002，22(6)：563-564.

[3] 董壮进，廖荣平，王淮，等.供热管网系统泄漏与堵塞的诊断[J].煤气与热力，2000，20(3)：192-194.

[4] 刘兰斌，付林，江亿.小区集中供热系统循环水泵电耗实测分析[J].暖通空调，2008，38(1)：123-127.

[5] 付祥钊，肖益民.建筑节能原理与技术[M].重庆：重庆大学出版社，2008：280-291.

(本文作者：孙春华^1、2 刘丽营¹ 付祥钊¹ 1.重庆大学城市建设与环境工程学院重庆 400045；2.河北工业大学能源与环境工程学院天津 300401)