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[摘 要]本文讨论了将大唐三热南线热源偏置造成的供热系统分布不均以及高能耗低安全性的供热方式改造为分布式供热方式以此降低供热能耗提升管网运行安全的可行性
[关键词]大唐南线、热源偏置、高能耗、分布式供热、运行安全
中图分类号：TU147 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0349-01
1 前言
本文主要讨论了对大唐南线这种热源偏置的单一循环方式进行适当改造，在各供热站增加热网循环泵，给管网循环提供辅助动力，形成分布式供热[1]的方式，则可以极大的降低热源出力，同时解决流量分配不均及管网供水压力过高的问题，提高供热稳定性。
2 大唐南线现有布置方式及改造方式讨论
2.1 大唐南线布置方式
大唐南线共接引管理站61座，自管站31座，计量用户31个，至末端供热站单程长度约为15千米，出口管径为1200mm，为了保证末端用热，热源端供回水压差最大超过1Mpa，各支线由于存在落差供水压力最高接近1.6Mpa，在历年运行过程中，尤其是极寒期由于管网压力过高经常出现前端热用户流速过快调节设备调节困难，而末端热用户循环过慢达不到供热标准，导致用户投诉量大幅升高，且高压运行严重影响管网安全，近两年连续发生数次管网泄露事件，其中一次补偿器爆裂事件造成数万户居民停供热，引起了央视的注意造成了恶劣的影响。
2.2 南线改造方式
将管网循环由热源提供的单一动力改为各供热站分别提供动力的模式，在各供热站尤其是管网末端供热站安装强制循环设施（热网循环泵），由热源提供热介质在主管网循环的动力，而支线管网的循环由热用户自身提供动力，这种双重驱动的热网循环方式可以明显解决冷热不均的分配问题，而且由于热源只提供主管网循环的动力，可以大大降低热源处的供回水压差，也就是降低热源循环泵出力，对管网运行安全有了极大的提高。
图例：（见图1）
首先根据全网流量分布绘制全网水压图并计算各供热站需要的压头，由主管线的比摩阻及全网需要的流量计算热源出口循环泵的选型，更换热源出口循环泵型号，由于不需要为支线提供循环动力，该循环泵所需功率大幅下降。其次根据各供热站所需流量及管网支线参数计算各供热站热网循环泵所需型号，在各站一级网增设热网循环泵。由于这种按需索取的一级网流量控制方式直接实现了调节作用，可以取消各热力站内一级网手动（电动）调节阀的使用，直接通过该热网循环泵的调节来实现对各站二级网供水温度的控制。
3 改造后管网所需最大流量的讨论
如根据2.2所示方式进行管网改造，由于各用户根据需要流量设计热网循环泵的工况，各支路流量按需分配，这样就减少了前端过流的情况，尤其是所需的热源压差降低后前端用户由于整体供水压力下降，调节更加简便。在气温变化所需热量下降的过程中，各站根据自身所需负荷实时降低热网循环泵流量也可以调节整体流量，相对于各站关闭调节门节流的方式对过流的控制更明显。所以根据2.2所示方式进行改造后，由于减少过流，管网所需最大流量必然下降。管网运行效率提高，从而减少了热量的沿程损失，降低能耗。
4 改造对供热调节方式的变更
目前热力公司的供热调节方式为在站内一级网设置电动调节阀，由电动调节阀控制各站一级网流量从而控制二级网供水温度，这种方式存在两个主要问题，当热源流量不足时，前端流量充足后端全开阀流量依旧不够，当热源充足时，各站关阀导致热网迅速升压。升级改造后，各站所需流量由站内热网循环泵按需提供，抗热源波动的能力强，即使热源不足时也可以通过管网末端供热站增加循环泵出力来实现供热平衡，而在热源充足时，只要降低热网循环泵出力就能进行调节，不会造成热源的剧烈波动，提高了管网安全水平。同时改造后不再需要一级网电动调节阀来控制一级网流量也节省了购置设备的投入。
5 分布式供热方式的节电讨论
由于采用分布式供热方式，对于供热系统前端过流的控制较为明显，所以系统前端各用户减少了对于前端流量控制阀的设置[2]，从根源上降低了系统运行阻力，虽然增加了热网循环泵的设置，但是全网所需总功率明显下降，总电耗下降。
6 改造后对供热系统安全的影响
由于管网改造后所需最大流量下降，尤其是热源端差降低，供水压力从接近设计压力下降至安全压力范围内，不会威胁管网补偿器等重要管網附件的安全运行，同时在流量调节过程中对管网的影响更小，波动更少，提高了整个供热系统的安全系数，这也是本次讨论改造的最重要目的之一。
7 存在的问题
网源一体的供热企业更适合这种改造方式，因为当各站进行改造增加热网循环泵后，可以极大的降低热源出口循环泵的出力，总的电耗和能耗是下降的，对整个热网而言产生的效益大于改造投入。而热力公司与大唐三热是两个独立核算的企业，热力公司对各供热站进行升级改造，降低了热源电耗但对于热力公司个体来讲却提高了电耗，这是热力公司投入资金进行改造的一个阻力。
从能耗角度来讲，分布式供热降低了过流现象，但从热源单位来讲是减少了热源的出售热量，但这种现象可以通过增加管网供热面积来解决，并不影响网源双方的改造意愿。
从设备维护方面来讲，由原有的热源单一出力变为多方出力的模式，由一台高功率循环泵改为一台中等功率循环泵以及若干台低功率循环泵，这提高了热力公司的设备维护量，但随着我国循环泵生产技术的进步，多家循环泵生产企业推出了多年免维护的产品，从整体看对于热力公司的工作量并没有提高太多，同时对比由此得到的热网分布均匀以及安全稳定运行的社会效益，这些投入完全合理。
8 结论
本文所讨论的改造方式，以分布式供热为理论基础，运用到三热南线的热网改造中，由原有的高流量高压差分配不均的运行方式，改为无过流，低压差，分配均匀的合理运行方式，从而实现了以下几点优势（1）零节流，由于热网实现了按需分配，减少了流量调节阀的使用，实现“零节流”的同时减少了过流现象，降低了热耗的浪费并起到了节电作用。（2）工况更加灵活，由于热网所需最大流量降低了，管网余量增加，对于末端调节可以更加灵活，同时增加了管网最大负荷可以在现有已经饱和的基础上增加供热面积。（3）安全大于利益，虽然增加的热网循环泵增加了投入，但是随之带来的管网安全性的提高则更加明显，尤其热网冬季安全效益是一种隐性效益，一旦出现热网泄漏等情况则可能造成极大的财产和社会效益的损失。综上所述，对于分布式供热方式在大唐三热南线的应用合理且符合经济效益，具备可行性。
参考文献
[1] “全网分布式输配供热系统的优越性”，石兆玉，《区域供热》，2013.4期
[2] “分布式水泵供热系统在推广应用中亟需解决的几个问题”，石兆玉，《区域供热》，2013，2期。
[关键词]大唐南线、热源偏置、高能耗、分布式供热、运行安全
中图分类号：TU147 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0349-01
1 前言
本文主要讨论了对大唐南线这种热源偏置的单一循环方式进行适当改造，在各供热站增加热网循环泵，给管网循环提供辅助动力，形成分布式供热[1]的方式，则可以极大的降低热源出力，同时解决流量分配不均及管网供水压力过高的问题，提高供热稳定性。
2 大唐南线现有布置方式及改造方式讨论
2.1 大唐南线布置方式
大唐南线共接引管理站61座，自管站31座，计量用户31个，至末端供热站单程长度约为15千米，出口管径为1200mm，为了保证末端用热，热源端供回水压差最大超过1Mpa，各支线由于存在落差供水压力最高接近1.6Mpa，在历年运行过程中，尤其是极寒期由于管网压力过高经常出现前端热用户流速过快调节设备调节困难，而末端热用户循环过慢达不到供热标准，导致用户投诉量大幅升高，且高压运行严重影响管网安全，近两年连续发生数次管网泄露事件，其中一次补偿器爆裂事件造成数万户居民停供热，引起了央视的注意造成了恶劣的影响。
2.2 南线改造方式
将管网循环由热源提供的单一动力改为各供热站分别提供动力的模式，在各供热站尤其是管网末端供热站安装强制循环设施（热网循环泵），由热源提供热介质在主管网循环的动力，而支线管网的循环由热用户自身提供动力，这种双重驱动的热网循环方式可以明显解决冷热不均的分配问题，而且由于热源只提供主管网循环的动力，可以大大降低热源处的供回水压差，也就是降低热源循环泵出力，对管网运行安全有了极大的提高。
图例：（见图1）
首先根据全网流量分布绘制全网水压图并计算各供热站需要的压头，由主管线的比摩阻及全网需要的流量计算热源出口循环泵的选型，更换热源出口循环泵型号，由于不需要为支线提供循环动力，该循环泵所需功率大幅下降。其次根据各供热站所需流量及管网支线参数计算各供热站热网循环泵所需型号，在各站一级网增设热网循环泵。由于这种按需索取的一级网流量控制方式直接实现了调节作用，可以取消各热力站内一级网手动（电动）调节阀的使用，直接通过该热网循环泵的调节来实现对各站二级网供水温度的控制。
3 改造后管网所需最大流量的讨论
如根据2.2所示方式进行管网改造，由于各用户根据需要流量设计热网循环泵的工况，各支路流量按需分配，这样就减少了前端过流的情况，尤其是所需的热源压差降低后前端用户由于整体供水压力下降，调节更加简便。在气温变化所需热量下降的过程中，各站根据自身所需负荷实时降低热网循环泵流量也可以调节整体流量，相对于各站关闭调节门节流的方式对过流的控制更明显。所以根据2.2所示方式进行改造后，由于减少过流，管网所需最大流量必然下降。管网运行效率提高，从而减少了热量的沿程损失，降低能耗。
4 改造对供热调节方式的变更
目前热力公司的供热调节方式为在站内一级网设置电动调节阀，由电动调节阀控制各站一级网流量从而控制二级网供水温度，这种方式存在两个主要问题，当热源流量不足时，前端流量充足后端全开阀流量依旧不够，当热源充足时，各站关阀导致热网迅速升压。升级改造后，各站所需流量由站内热网循环泵按需提供，抗热源波动的能力强，即使热源不足时也可以通过管网末端供热站增加循环泵出力来实现供热平衡，而在热源充足时，只要降低热网循环泵出力就能进行调节，不会造成热源的剧烈波动，提高了管网安全水平。同时改造后不再需要一级网电动调节阀来控制一级网流量也节省了购置设备的投入。
5 分布式供热方式的节电讨论
由于采用分布式供热方式，对于供热系统前端过流的控制较为明显，所以系统前端各用户减少了对于前端流量控制阀的设置[2]，从根源上降低了系统运行阻力，虽然增加了热网循环泵的设置，但是全网所需总功率明显下降，总电耗下降。
6 改造后对供热系统安全的影响
由于管网改造后所需最大流量下降，尤其是热源端差降低，供水压力从接近设计压力下降至安全压力范围内，不会威胁管网补偿器等重要管網附件的安全运行，同时在流量调节过程中对管网的影响更小，波动更少，提高了整个供热系统的安全系数，这也是本次讨论改造的最重要目的之一。
7 存在的问题
网源一体的供热企业更适合这种改造方式，因为当各站进行改造增加热网循环泵后，可以极大的降低热源出口循环泵的出力，总的电耗和能耗是下降的，对整个热网而言产生的效益大于改造投入。而热力公司与大唐三热是两个独立核算的企业，热力公司对各供热站进行升级改造，降低了热源电耗但对于热力公司个体来讲却提高了电耗，这是热力公司投入资金进行改造的一个阻力。
从能耗角度来讲，分布式供热降低了过流现象，但从热源单位来讲是减少了热源的出售热量，但这种现象可以通过增加管网供热面积来解决，并不影响网源双方的改造意愿。
从设备维护方面来讲，由原有的热源单一出力变为多方出力的模式，由一台高功率循环泵改为一台中等功率循环泵以及若干台低功率循环泵，这提高了热力公司的设备维护量，但随着我国循环泵生产技术的进步，多家循环泵生产企业推出了多年免维护的产品，从整体看对于热力公司的工作量并没有提高太多，同时对比由此得到的热网分布均匀以及安全稳定运行的社会效益，这些投入完全合理。
8 结论
本文所讨论的改造方式，以分布式供热为理论基础，运用到三热南线的热网改造中，由原有的高流量高压差分配不均的运行方式，改为无过流，低压差，分配均匀的合理运行方式，从而实现了以下几点优势（1）零节流，由于热网实现了按需分配，减少了流量调节阀的使用，实现“零节流”的同时减少了过流现象，降低了热耗的浪费并起到了节电作用。（2）工况更加灵活，由于热网所需最大流量降低了，管网余量增加，对于末端调节可以更加灵活，同时增加了管网最大负荷可以在现有已经饱和的基础上增加供热面积。（3）安全大于利益，虽然增加的热网循环泵增加了投入，但是随之带来的管网安全性的提高则更加明显，尤其热网冬季安全效益是一种隐性效益，一旦出现热网泄漏等情况则可能造成极大的财产和社会效益的损失。综上所述，对于分布式供热方式在大唐三热南线的应用合理且符合经济效益，具备可行性。
参考文献
[1] “全网分布式输配供热系统的优越性”，石兆玉，《区域供热》，2013.4期
[2] “分布式水泵供热系统在推广应用中亟需解决的几个问题”，石兆玉，《区域供热》，2013，2期。