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摘要：本文结合张家口市集中供热工程实际情况，通过阐述换热站内注水方式，排除故障，分析其利弊，对将来供热主管网注水提供借鉴。
关键词：城市集中供热；管网注水；补水泵
一、 供热工程概况
截至2009年，张家口市是河北省唯一没有实现集中供热的城市。市中心装有用于供热的锅炉1164台，烟囱1152根。集中供热后，对8MW以下的小锅炉房进行拆除，这样的话，我市供热的煤耗量、灰渣量、烟尘、二氧化硫等物质的排放量都有所减少，将有效改善大气环境质量，而且对于改善北京上风向区域环境排放及官厅水库上游流域水体污染具有突出作用。
根据《张家口市中心城区暨东山、西山产业集聚区供热规划（2008年———2020年）》和《张家口市中心城区集中供热工程项目申请报告》确定我市供热范围。
根据供热区域分布特点，张家口市中心城区暨东山、西山产业集聚区供热规划主要分为9个供热区：A、B、C、D、E、F、G、H、I。
供热分区A：桥西建设街以北地区的范围。2010年，热源选在祭风台街快速路西环外侧建设锅炉房（G1），并与C区联网供热，规划供热面积362.98万平方米。2020年，热源对(G1)锅炉房扩建，规划供热面积793.80万平方米。
供热分区B（含H）：桥东建设街以北地区加上桥东山中城范围。2010年，热源拟在林园路与东外环路交口处外侧建设区域锅炉房（G2）。与C区联网供热，规划供热面积626.41万平方米。2020年，远期规划热源对（G2）锅炉房扩建，规划供热面积1028.24万平方米。
供热分区C加D区：C区：建设街以南，站前大街以北的区域范围。D区：站前大街以南的规划区范围。
2010年，热源利用大唐许家庄热电厂。一期工程建设2×300MW的供热机组，能满足C区采暖负荷，并可与A区、B区联网供热，规划供热面积1128.41万平方米。2020年，区域面积增加到55.8平方千米。热电厂二期扩建完成后，该热源的最大供热能力可增加一倍，满足C区和D区的采暖热负荷，规划供热面积2732.46万平方米。
供热分区E：张家口市东山产业集聚区所辖范围；供热分区F加I：张家口市西山产业集聚区加桥西山中城所辖范围；供热分区G：张家口市洋河两岸区域，该区域由于目前基础资料尚不完善，不具备进行详细规划的条件，不再详述。
本次注水分析是以西山产业集聚区通泰1#换热站为试点进行的。
二、 注水分析
经过2009-2010两年的一、二次网管线及换热站设备机组施工，西山产业集聚区通泰1#换热站于2010年8月28日具备注水条件，考虑到张家口市历年供热采暖期开始为11月1日，为保证能按时供热，并短时间内满足所有管线约4万方软化水的用量，建设单位将利用补水泵全线注水时间定为9月1日，并将通泰1#热力站作为试点进行演练。
1、 注水概況
本次注水管线范围为东纵路（北横路—沈孔路）段，管线全长约2000m（供、回各1000m），南北向，管径为DN800，起点与终点均有DN800蝶阀、DN150泄水球阀及DN25放气球阀，管线最高点与最低点高差为30米，通泰1#热力站位于距最低点约300米处，一次网连接线为DN350，距主管线20m处设DN350蝶阀，阀门前加设连通管，一次网与设备之间用阀门隔断。自来水采用DN150无缝钢管连接，设压力表一块，接入三个树脂罐进行软化水处理，软化水用DN150无缝钢管接入水箱，出水口接入补水泵，补水泵向一次网回水管道内注水，补水泵出水口设单向阀，接压力表一块。补水泵原设计为二次网补水，扬程38米。注水量约为1000立方米。（注水系统如图）
2、 注水过程
将所有管道连接后，利用软化水设备制软化水一箱（约24立方米），8月28日21点开机试注水，出水压力为0.15MP，软化水箱水位下降，注水成功，22点停机。次日正式注水，将一次网高处放气打开。注水约200立方米后，补水泵泵体电机开始出现发热迹象，并偶尔出现跳闸现象，此时出水口压力表几乎为0，立即停机。
3、 注水分析及故障排除
建设单位、监理单位、施工单位、供货厂家四方立即着手查找原因：
（1）水泵的选择，泵的选型是根据泵的工作环境，泵正常运行必须的性能参数，以及被输送介质的物理、化学性能全面的考虑系统中泵的技术性能指标、泵材质选用、电动机的匹配、密封的可靠性及节能、使用维护等综合经济指标的要求，在定型的泵产品中选择出最适合的泵类型与型号规格。水泵扬程：一般选泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05~1.1倍，此补水泵额定扬程为38米，符合要求；温度：在给出工艺过程中泵进口介质的额定的最低、最高温度时，应以最高温度为依据，符合要求；压力：指进出口压力将影响到壳体的耐压、轴封和冷却装置的选择，符合要求；选用动力不配套，电动机长时间过载运行等均可能造成机身过热。经查无上述原因。
（2）电源：电压偏高或偏低在特定负载下，若电压变动范围在额定值的+10%~至-5%之外会造成电动机过热，经查电压变动在范围内。（3）电动机接法：水泵铭牌注明接电方式为“△”型，而实际接电方式为“Y”型，三角形接法的电动机改成星形接法，额定功率会下降到原来的1/3，如果仍然拖动原来的负载，则电流会上升为原来的3倍，转差率上升为原来的3倍，转速下降，有可能造成电机发热。（4）通风系统：检查风扇未损坏，旋转方向正确，通风孔未堵塞，通风系统正常。
（5）水泵自身故障：把水泵拆开，看泵体内是是否叶轮脱落或者损坏，发现水泵进水口有水箱密封条下脚料堵塞，将其清除。轴承无磨损，转子未发现偏心造成的摩擦撞击声。
（6）水泵方向正确。
（7）管道安装：拆开水泵出口处单向阀，排除单向阀失灵故障。
将水泵系统重新安装到位后，关闭出口总阀，启动水泵，慢慢打开总阀，至到压力表显示和铭牌上压力相当时停止旋动。经上述操作后出水正常，泵体电机发热现象消失。至9月15日，该段主管线满水，注水量约为1000立方米。
此次段落注水成功为主城区全线注水提供了宝贵的经验及技术支持，保证了全线水满的时间，并且分段注水、由远及近、由高及低的注水方式为排除故障、缩短施工工期等赢取了时间。但利用补水泵进行全线注水仍存在一定的劣势，比如全线注水量较大，补水泵流量较小，造成注水时间较长，虽然注水点很多，但不适宜紧急注水；另外长时间的补水会导致补水泵使用寿命的缩短，易对今后整个系统的补水工序带来故障隐患；各换热站配备的软化水设备的工作能力是根据设备系统补水量设定的，类似全线注水的大规模制软化水有可能导致软化水设备使用寿命缩短，并大量消耗制软水原料；整个管线的冲洗、打压也是利用软化水进行的，势必造成软化水的大量浪费。
待采暖期过后，随着后续管线的铺设及整个管线的排污，全线软水会排掉，下个采暖期前仍将面临全线注水的问题，注水方式势必会出现新的改革，我们将继续研究更节能、更高效的注水方式。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：城市集中供热；管网注水；补水泵
一、 供热工程概况
截至2009年，张家口市是河北省唯一没有实现集中供热的城市。市中心装有用于供热的锅炉1164台，烟囱1152根。集中供热后，对8MW以下的小锅炉房进行拆除，这样的话，我市供热的煤耗量、灰渣量、烟尘、二氧化硫等物质的排放量都有所减少，将有效改善大气环境质量，而且对于改善北京上风向区域环境排放及官厅水库上游流域水体污染具有突出作用。
根据《张家口市中心城区暨东山、西山产业集聚区供热规划（2008年———2020年）》和《张家口市中心城区集中供热工程项目申请报告》确定我市供热范围。
根据供热区域分布特点，张家口市中心城区暨东山、西山产业集聚区供热规划主要分为9个供热区：A、B、C、D、E、F、G、H、I。
供热分区A：桥西建设街以北地区的范围。2010年，热源选在祭风台街快速路西环外侧建设锅炉房（G1），并与C区联网供热，规划供热面积362.98万平方米。2020年，热源对(G1)锅炉房扩建，规划供热面积793.80万平方米。
供热分区B（含H）：桥东建设街以北地区加上桥东山中城范围。2010年，热源拟在林园路与东外环路交口处外侧建设区域锅炉房（G2）。与C区联网供热，规划供热面积626.41万平方米。2020年，远期规划热源对（G2）锅炉房扩建，规划供热面积1028.24万平方米。
供热分区C加D区：C区：建设街以南，站前大街以北的区域范围。D区：站前大街以南的规划区范围。
2010年，热源利用大唐许家庄热电厂。一期工程建设2×300MW的供热机组，能满足C区采暖负荷，并可与A区、B区联网供热，规划供热面积1128.41万平方米。2020年，区域面积增加到55.8平方千米。热电厂二期扩建完成后，该热源的最大供热能力可增加一倍，满足C区和D区的采暖热负荷，规划供热面积2732.46万平方米。
供热分区E：张家口市东山产业集聚区所辖范围；供热分区F加I：张家口市西山产业集聚区加桥西山中城所辖范围；供热分区G：张家口市洋河两岸区域，该区域由于目前基础资料尚不完善，不具备进行详细规划的条件，不再详述。
本次注水分析是以西山产业集聚区通泰1#换热站为试点进行的。
二、 注水分析
经过2009-2010两年的一、二次网管线及换热站设备机组施工，西山产业集聚区通泰1#换热站于2010年8月28日具备注水条件，考虑到张家口市历年供热采暖期开始为11月1日，为保证能按时供热，并短时间内满足所有管线约4万方软化水的用量，建设单位将利用补水泵全线注水时间定为9月1日，并将通泰1#热力站作为试点进行演练。
1、 注水概況
本次注水管线范围为东纵路（北横路—沈孔路）段，管线全长约2000m（供、回各1000m），南北向，管径为DN800，起点与终点均有DN800蝶阀、DN150泄水球阀及DN25放气球阀，管线最高点与最低点高差为30米，通泰1#热力站位于距最低点约300米处，一次网连接线为DN350，距主管线20m处设DN350蝶阀，阀门前加设连通管，一次网与设备之间用阀门隔断。自来水采用DN150无缝钢管连接，设压力表一块，接入三个树脂罐进行软化水处理，软化水用DN150无缝钢管接入水箱，出水口接入补水泵，补水泵向一次网回水管道内注水，补水泵出水口设单向阀，接压力表一块。补水泵原设计为二次网补水，扬程38米。注水量约为1000立方米。（注水系统如图）
2、 注水过程
将所有管道连接后，利用软化水设备制软化水一箱（约24立方米），8月28日21点开机试注水，出水压力为0.15MP，软化水箱水位下降，注水成功，22点停机。次日正式注水，将一次网高处放气打开。注水约200立方米后，补水泵泵体电机开始出现发热迹象，并偶尔出现跳闸现象，此时出水口压力表几乎为0，立即停机。
3、 注水分析及故障排除
建设单位、监理单位、施工单位、供货厂家四方立即着手查找原因：
（1）水泵的选择，泵的选型是根据泵的工作环境，泵正常运行必须的性能参数，以及被输送介质的物理、化学性能全面的考虑系统中泵的技术性能指标、泵材质选用、电动机的匹配、密封的可靠性及节能、使用维护等综合经济指标的要求，在定型的泵产品中选择出最适合的泵类型与型号规格。水泵扬程：一般选泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05~1.1倍，此补水泵额定扬程为38米，符合要求；温度：在给出工艺过程中泵进口介质的额定的最低、最高温度时，应以最高温度为依据，符合要求；压力：指进出口压力将影响到壳体的耐压、轴封和冷却装置的选择，符合要求；选用动力不配套，电动机长时间过载运行等均可能造成机身过热。经查无上述原因。
（2）电源：电压偏高或偏低在特定负载下，若电压变动范围在额定值的+10%~至-5%之外会造成电动机过热，经查电压变动在范围内。（3）电动机接法：水泵铭牌注明接电方式为“△”型，而实际接电方式为“Y”型，三角形接法的电动机改成星形接法，额定功率会下降到原来的1/3，如果仍然拖动原来的负载，则电流会上升为原来的3倍，转差率上升为原来的3倍，转速下降，有可能造成电机发热。（4）通风系统：检查风扇未损坏，旋转方向正确，通风孔未堵塞，通风系统正常。
（5）水泵自身故障：把水泵拆开，看泵体内是是否叶轮脱落或者损坏，发现水泵进水口有水箱密封条下脚料堵塞，将其清除。轴承无磨损，转子未发现偏心造成的摩擦撞击声。
（6）水泵方向正确。
（7）管道安装：拆开水泵出口处单向阀，排除单向阀失灵故障。
将水泵系统重新安装到位后，关闭出口总阀，启动水泵，慢慢打开总阀，至到压力表显示和铭牌上压力相当时停止旋动。经上述操作后出水正常，泵体电机发热现象消失。至9月15日，该段主管线满水，注水量约为1000立方米。
此次段落注水成功为主城区全线注水提供了宝贵的经验及技术支持，保证了全线水满的时间，并且分段注水、由远及近、由高及低的注水方式为排除故障、缩短施工工期等赢取了时间。但利用补水泵进行全线注水仍存在一定的劣势，比如全线注水量较大，补水泵流量较小，造成注水时间较长，虽然注水点很多，但不适宜紧急注水；另外长时间的补水会导致补水泵使用寿命的缩短，易对今后整个系统的补水工序带来故障隐患；各换热站配备的软化水设备的工作能力是根据设备系统补水量设定的，类似全线注水的大规模制软化水有可能导致软化水设备使用寿命缩短，并大量消耗制软水原料；整个管线的冲洗、打压也是利用软化水进行的，势必造成软化水的大量浪费。
待采暖期过后，随着后续管线的铺设及整个管线的排污，全线软水会排掉，下个采暖期前仍将面临全线注水的问题，注水方式势必会出现新的改革，我们将继续研究更节能、更高效的注水方式。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。