集中供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵吸入口定壓和旁通管定壓的應(yīng)用探討

李吉平

（西北礦冶研究院，白銀有色建筑設(shè)計院，甘肅 白銀 730900）

集中供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵吸入口定壓和旁通管定壓的應(yīng)用探討

李吉平

（西北礦冶研究院，白銀有色建筑設(shè)計院，甘肅 白銀 730900）

通過對集中供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵吸入口補水泵定壓和旁通管定壓方式的原理分析，將兩種方式在實際工程中的應(yīng)用做對比分析，推薦旁通管定壓方式。

集中供暖系統(tǒng);循環(huán)水泵吸入口;旁通管；定壓

1 引言

熱源、熱網(wǎng)、熱用戶是集中供暖系統(tǒng)的3部分。要使整個系統(tǒng)安全、節(jié)能、合理地正常運行，保證每個熱用戶達到預(yù)定的設(shè)計參數(shù)，需要在熱用戶和管網(wǎng)正確的水力計算設(shè)計基礎(chǔ)上，對熱水網(wǎng)路繪制出合理的水壓圖。而要使熱網(wǎng)按照水壓圖中的壓力狀況運行，需要在熱源設(shè)計時確定出合理的定壓方式，保證系統(tǒng)不出現(xiàn)倒空、汽化和底層超壓的問題。

膨脹水箱定壓、補給水泵定壓、氣體定壓罐定壓等方式是集中供熱定壓的主要方式。本文主要從設(shè)計角度針對實際工程應(yīng)用中循環(huán)水泵吸入口定壓方式和定壓點設(shè)在旁通管處的定壓方式做出對比，并探討其使用條件和范圍。

2 循環(huán)水泵吸入口定壓技術(shù)的原理

該種定壓方式主要將系統(tǒng)定壓點設(shè)在熱源循環(huán)水泵的吸入口，利用壓力調(diào)節(jié)閥使定壓點壓力保持不變。如圖1，系統(tǒng)補水閥可自動開啟和關(guān)閉，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)定定壓點壓力時，補水閥開啟，補水泵將從補水軟化水箱里補水，直至循環(huán)水泵吸入口處壓力達到系統(tǒng)工作壓力；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于設(shè)定定壓點壓力時，補水閥自動關(guān)小，同時將多余的水量泄入補水箱，使循環(huán)水泵吸入口處壓力保持恒定。

3 旁通管定壓技術(shù)的原理

該種定壓方式是在熱源循環(huán)水泵進、出口之間設(shè)1根旁通管，采用補水泵補水管上的壓力調(diào)節(jié)閥使旁通管某點F點保持靜水壓線要求的壓力，即為旁通管定壓點補水定壓方式，如圖2所示。從圖2中可知，在熱網(wǎng)循環(huán)水泵運行時，當(dāng)定壓點F的壓力比設(shè)定的控制值高時，補水泵轉(zhuǎn)速降低，壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小，補水量相應(yīng)減??；當(dāng)定壓點F的壓力比設(shè)定值低時，補水泵轉(zhuǎn)速增加，壓力調(diào)節(jié)閥開大，補水量增大；當(dāng)管網(wǎng)循環(huán)水泵停止運行時，整個管網(wǎng)由補水泵補水后，使整個管網(wǎng)系統(tǒng)壓力始終維持在定壓點F靜壓力值。同時，通過調(diào)節(jié)旁通管上閥門a、b，可調(diào)節(jié)系統(tǒng)動水壓線，當(dāng)a閥門關(guān)小時，A點作用壓力增大，動水壓線相應(yīng)的變化為虛線處，整個管網(wǎng)運行壓力增大，當(dāng)閥門a關(guān)閉時，動水壓線位于靜水壓線之上。當(dāng)管線閥門b關(guān)閉時，動水壓線在水壓圖中下降。

圖1 集中供熱系統(tǒng)中采用循環(huán)水泵吸入口定壓原理圖及水壓圖

從以上的分析可知，采用旁通管定壓點和調(diào)節(jié)旁通管上閥門，在保持靜水壓線不變情況下，可相應(yīng)控制管網(wǎng)動水壓線。

圖2 集中供熱系統(tǒng)中采用旁通管定壓技術(shù)原理圖及水壓圖

4 工程應(yīng)用舉例

以下為實際工程分別采用循環(huán)水泵吸入口前補水泵定壓方式和旁通管定壓技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例分析。

4.1 工程概況及基礎(chǔ)資料

某小區(qū)共有11層住宅樓8棟，其中1#～4#樓沿街1層、2層為商鋪，層高4.2m，3～11層為住宅，層高為2.9m，1#樓局部12層為水箱間；其余5#～8#樓為純住宅，層高2.9m。換熱站絕對標(biāo)高1 723.7m為基準(zhǔn)。供回水溫度為60/50℃，樓內(nèi)均采用低溫地板輻射采暖。換熱站內(nèi)阻力損失12m，循環(huán)水泵揚程40m，管網(wǎng)平面布置圖見圖3，每棟樓熱用戶參數(shù)見表1。根據(jù)管網(wǎng)水力計算得出，最不利管路供回水干管壓力降為6m。

圖3 管網(wǎng)平面布置圖

4.2 靜水壓線的確定

根據(jù)各單體樓供暖設(shè)計參數(shù)和熱網(wǎng)水力計算，確定熱源（換熱站）對整個小區(qū)的定壓方式，確定原則為:在注意整個小區(qū)地形的同時考慮整個熱網(wǎng)系統(tǒng)不超壓、不汽化、不倒空。由表1數(shù)據(jù)，計算出該供暖系統(tǒng)各樓所需最低靜水壓值，見表2。整個小區(qū)設(shè)計地面標(biāo)高呈西北高東南低。

表1 各樓棟熱用戶參數(shù)表

表2 各樓棟靜水壓值

由表1、表2可確定該區(qū)供暖系統(tǒng)的靜水壓線為51m。

4.3 采用循環(huán)水泵吸入口補水泵定壓方案

小區(qū)內(nèi)均為低溫地板輻射采暖，將系統(tǒng)定壓點設(shè)置的循環(huán)水泵吸入口，即采用補水泵變頻調(diào)速定壓，繪制出本工程供暖管網(wǎng)水壓圖，見圖4。

圖4 循環(huán)水泵吸入口前補水泵定壓圖

從圖4中可知，管網(wǎng)運行時4#樓底層熱用戶工作壓力為59.6m（除去換熱站阻力損失12m），根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50736—2012）,熱水地面輻射采暖系統(tǒng)的工作壓力不宜大于0.8MPa，且選用的地暖加熱管管材和壁厚應(yīng)根據(jù)管材性能、工作壓力等條件確定，該種定壓方式能滿足本供暖系統(tǒng)定壓要求。

4.4 采用旁通管定壓方案

4.4.1 旁通管定壓動水壓線下限位置、上限位置確定原則

旁通管定壓動水壓線下限位置確定原則如下：

1）保證供暖管網(wǎng)中直接連接的熱用戶任意一點不出現(xiàn)汽化，且動水壓線與靜水壓線高度差滿足用戶的資用壓力，防止倒吸入空氣；

2）滿足循環(huán)水泵吸入口汽蝕余量的要求。

旁通管定壓動水壓線上限位置確定原則如下：

1）保證供暖管網(wǎng)中直接連接的熱用戶任意一點不超壓；2）至少有30～50kPa的富裕量。

4.4.2 旁通管定壓水壓圖

本工程集中供暖系統(tǒng)根據(jù)旁通管定壓技術(shù)原理，結(jié)合實際工程數(shù)據(jù)，動水壓線下限位置需保證4#用戶資用壓力3.2m，繪制出旁通管定壓下限值水壓圖，如圖5。圖中循環(huán)水泵吸入口壓力44.4m，滿足下限位置確定原則，整個供暖系統(tǒng)最高工作壓力66.6m，滿足安全可靠運行要求。

圖5 旁通管定壓下限值水壓圖

另外,動水壓線上限位置保證4#用戶底層不超壓，留有30kPa富裕量，可繪制出旁通管定壓上限值水壓圖，如圖6。整個供暖系統(tǒng)最高工作壓力為71.5m，也滿足安全可靠運行要求。

圖6 旁通管定壓點上限值水壓圖

4.4.3 旁通管管徑確定

根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施暖通空調(diào)·動力》，“鍋爐房水系統(tǒng)設(shè)計中循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合下列要求：循環(huán)水泵進出口側(cè)的母管之間，應(yīng)設(shè)置帶止回閥的旁通管，旁通管截面積不得小于母管截面積的1/2?！?/p>

另采用旁通管定壓，主要為選定恒壓點在旁通管上，循環(huán)水泵提供給旁通管消耗的能量，旁通管管徑越大，消耗能量越多，即循環(huán)水泵能耗也越高。

綜上分析，旁通管管徑越小，循環(huán)水泵越節(jié)能，但若過小時，旁通管宜堵塞。因此，旁通管管徑選用循環(huán)水泵母管管徑的一半較合理。

5 結(jié)語

通過以上實際工程的計算分析，以上兩種方案均能滿足設(shè)計要求，可保證系統(tǒng)的安全運行。然而目前管材市場上材料型號規(guī)格不齊，在設(shè)計階段，在設(shè)計合理的前提下，另需考慮經(jīng)濟、節(jié)能等原則。因此，將補給水泵補水定壓點設(shè)在旁通管處的定壓方式作為1種推薦采用的定壓方式，尤其是在新建住宅小區(qū)，地形高差大，且主要為10～12層建筑，在保證整個系統(tǒng)不超壓、不倒空、不汽化的條件下，不會因為循環(huán)水泵配置不當(dāng)而出現(xiàn)管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定。該種方式初投資少，便于管理。本文從整體集中供暖系統(tǒng)設(shè)計出發(fā)，對循環(huán)水泵吸入口補水泵定壓方式和旁通管定壓方式的應(yīng)用做了探討。對于供暖系統(tǒng)的定壓方式，需要在以后的工作中進一步分析和探討。

【1】程天晏.供熱小區(qū)采用旁通管定壓系統(tǒng)淺析[J].山西建筑，2010,36（25)：176-177.

【2】孫德鋒,朱啟振,等.火力發(fā)電廠煤倉間高區(qū)供暖設(shè)計探討[J].暖通空調(diào)，2015(6):20-23.

【3】李宏濤,王文軍,等.旁通管定壓在大高差集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤氣與熱力，2012,32(7):A08-09.

【4】賀平,孫剛，王飛,等.供熱工程（第4版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

【5】韓艷,王飛.旁通管補水定壓系統(tǒng)調(diào)壓幅度確定方法的探討[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007,17(5):166-167.

【6】華東,蔡勇,等.旁通管定壓在大型集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].暖通空調(diào),2011(7):85.

Application of CirculatingWaterPumpSuctionPressure and BypassPressure for the CentralHeatingSystem

LI Ji-ping
（NorthwestResearch InstituteofM ining&Metallurgy，Baiyin 730900,China）

Throughofcentralizedheatingsystem in thecirculatingpumpsuctionmouth fillingpumppressureand theby-passpipepressure principleanalysis,twowaysin theactualengineeringapplication tomakecomparativeanalysis,recommendbypasspressure fixingmode.

centralizedheatingsystem；circulatingwaterpumpsuction；bypasspipe；pressurization

TU833

A

1007-9467（2016）08-0077-03

10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.017

2015-12-22

李吉平（1985～），男，甘肅臨洮人，工程師，從事工業(yè)、民用建筑采暖、通風(fēng)除塵設(shè)計與研究，（電子信箱）932678471@qq. com。