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技術文章

集中供熱水泵及板換選型方法參考資料建議

時間:2020-8-21 8:10:13   作者:供熱供暖   來源:注冊   評論:0
內容摘要:在目前我國的二次網集中供熱系統中,在室外氣象達到設計參數工況時,室內采暖系統實際采集到的運行參數都相對較低,實際供、回水溫差比室內采暖系統的設計溫差相差25℃左右。從集中供熱系統基于熱媒..
集中供熱水泵及板換選型方法技術資料參考建議

集中供熱系統參數優化的必要性 

在設計供熱系統時,應該事先了解供熱系統的已知供熱負荷值,并充分考慮和計算出其管路直徑、經濟比摩阻和供回水溫差,以及對供回水溫差技術經濟分析等幾個方面的內容。 

從供熱企業的角度來看,供熱質量、經營管理和收費等方面作為一個互相聯系、缺一不可的有機整體,一方面出現問題還會連帶其他方面,進一步擴大了對企業供熱的影響。

同時,通過優化熱網經濟參數,還能夠為供熱系統創造經濟效益和技術的改進。因此,在相關的負責人員制定運行調節曲線時,應從用戶的實際室溫情況出發,采集準確的運行參數信息,從而制定出符合客觀實際的運行調節曲線,促使整個熱系統能夠實現協調運行。


集中供熱參數優化-供熱運行調節曲線


在目前我國的二次網集中供熱系統中,在室外氣象達到設計參數工況時,室內采暖系統實際采集到的運行參數都相對較低,其中,供水溫度大概在47.8℃~64.0℃之間,回水溫度大概在40.0℃~53.6℃之間,實際供、回水溫差比室內采暖系統的設計溫差相差25℃左右。從集中供熱系統基于熱媒溫度95℃/70℃(或85℃/60℃)的設計理念來看,系統供水溫度停留在95℃(或85℃)僅有很短暫的時間,若真正運行起來卻不曾實現。通過降低供水溫度的方式,能夠促使過濾的熱效率補償系統。而供暖熱源選用換熱器,則可以通過降低二次網供水溫度,減少換熱的面積。

根據對國內外集中供熱系統的設計參數和實際運行參數調研可知:國內集中供熱系統二次網供回水溫度的設計參數多數采用95℃/70℃,85℃/60℃,也有采用75℃/55℃的;國外集中供熱系統二次網供回水溫度的設計參數多采用70℃/40℃,70℃/50℃,80℃/60℃,75℃/65℃等,室內溫度設計參數為20℃;在本文調研的幾個國內集中供熱系統案例中,調研運行期間的室外平均溫度約為-16.6~0.3℃,二次網供水溫度約為47.8~64.0℃,二次網回水溫度約為40.0~53.6℃;根據國內集中供熱系統調研案例可知,這些案例的二次網運行溫差約為7.8~14.7℃,均小于設計溫差25℃。

降低二次網設計參數,不但能夠促使熱量回收增加,起到節能減排作用,同時,通過不斷地研究探討工作,深入了解二次網設計參數的相關內容知識,能夠促使供熱系統的各種參數得到優化,進而為供熱企業帶來更大的經濟效益。

熱網水泵選型方法:

使用現場調查:
1.供暖面積;2.供暖半徑;3供暖高度;4.供暖方式(地熱、散熱片);5.直供或二次供熱。

2介質:對材質的要求。
1.物理性質(名稱、成份、溫度、密度、粘度);
2.化學性質(腐蝕性)——名稱、成份、溫度、密度、粘度;
3.毒性;
4.爆炸性。

3、原則
1.適應性(立式、臥式);
2.高效性(屬于類型系列、工況類);
3.經濟性。

估算選型

1、經驗法
流量計算:住宅暖氣片采暖系統依據總供暖面積的0.3%;住宅地熱采暖系統依據總供暖面積的0.4%;
揚程計算:供暖半徑的管阻按照1000米越10米管損;鍋爐運行時的阻力一般4-8米。一般熱媒參數低的鍋爐阻力比較小,熱媒參數高的鍋爐,鍋爐阻力比較大;除污器的阻力正常情況下在1-2米。板式換熱器的阻力一般在6-8米。根據以上及系統的估算得知供暖循環泵揚程為20-35米之間選擇。

2、理論流量計算:Q=K×0.86×F/△t
Q:代表水泵的流量   F:代表熱網中的熱負荷   0.86:代表計算系數
K:代表安全系數  △t:代表供回水溫度

3、水泵揚程的計算:Hb=Hf+Hd+Hm
Hb:代表循環水泵總揚程,Hf:代表總的水系統阻力,Hd:代表水系統總局部阻力,Hm:代表設備阻力。
以上阻力可以通過相關流體力學資料查找。準確計算循環水泵揚程,可以降低能耗。

板換選型方法要點及原則:
板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過板片進行熱量交換。其換熱效率較高、熱損失較小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛。

板式換熱器選型原則和計算:

一:看板型 
1、板片型式或波紋式應根據換熱場合的實際需要而定。

2、對流量大允許壓降小的情況,應選用阻力小的板型,反之選用阻力大的板型。

3、根據流體壓力和溫度的情況,確定選擇可拆卸式,還是釬焊式。

4、確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片,以免板片數量過多,板間流速偏小,傳熱系數過低,對較大的換熱器更應注意這個問題。

二:看流程和流道
流程指板式換熱器內一種介質同一流動方向的一組并聯流道,而流道指板式換熱器內,相鄰兩板片組成的介質流動通道。一般情況下,將若干個流道按并聯或串聯的方式連接起來,以形成冷、熱介質通道的不同組合。

流程組合形式應根據換熱和流體阻力計算,在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內的對流換熱系數相等或接近,從而得到最佳的傳熱效果。因為在傳熱表面兩側對流換熱系數相等或接近時傳熱系數獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等,但在換熱和流體阻力計算時,仍以平均流速進行計算。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上,拆裝方便。

三:看壓降校核
在板式換熱器的設計選型時,一般對壓降有一定的要求,所以應對其進行校核。如果校核壓降超過允許壓降,需重新進行設計選型計算,直到滿足工藝要求為止。

1、流速及取值:
①、換熱管網流速:指進、出水管路,見流速表。
②、機組總管流速:管徑≦ 80時,選1m/s, ≧ 100時,見流速表。
③、角孔流速:最大為6m/s (四個進出口)。
④、板間流速:0.4 ~ 0.8m/s(L型0.8,M型0.6,H型0.4)。

2、換熱面積:指換熱器的面積,單板面積*參與換熱片數(總片數減二)

①、換熱面積的計算:
換熱面積=換熱量/換熱系數/對數平均溫差/污垢系數

3、介質參數:
①、區域供暖:暖氣采暖/地熱采暖:110/75 ℃ - 50/75
②、區域供暖:地熱采暖:110/75 ℃- 40/50 ℃
③、樓宇空調:風機盤管采暖:110/75 ℃ - 50/60 ℃
④、生活熱水:洗浴、廚房、洗衣房:70/50 ℃ - 10/55 ℃
⑤、泳池供水:游泳池恒溫供水:110/70 ℃ - 10/40 ℃
⑥、超高層空調制冷:冷水轉換:7/11 ℃ - 8/12 ℃

熱網節能優化措施:

1供熱高低溫管網改造
適應范圍:高低溫網混網運行企業

a供熱高低溫管網改造為串聯方式。技術原理與特點:高溫網(間供網)與低溫網(直供網)并存的熱電企業,在兩個熱網循環水流量相近時,可采用高溫網與低溫網串聯運行的方式,即增加一條聯絡管道將高溫網回水與低溫網供水連接,低溫網回水回到高溫網的低真空系統。這樣既降低了低真空供熱機組的循環回水溫度,提高了機組真空和經濟性;又可避免取消汽機末兩級葉片,從而提高了非供熱期的運行經濟性和靈活性;同時充分利用了高溫熱源機組的排汽熱量,可停運低溫熱源系統,提高全廠的整體經濟性。

b供熱初末期采用低真空并聯運行。因在供熱初末期即使是高溫網,其出水溫度也較低,此時可以將高溫網和低溫網的熱網循環水同時通至低真空供熱機組的凝汽器兩側,使低真空供熱機組在供熱初末期也能發揮較好的供熱效益。在嚴寒季節,當供熱循環水量大、溫度要求高時,可將低真空供熱機組的凝汽器兩側均切至高溫網運行,啟動原低溫網的熱源機組,投用熱網加熱器加熱低溫網的循環水,實現整個供熱季的優化運行。

2熱網系統采用熱泵技術
適應范圍:熱網管網設計能力不足

熱泵技術已在包二等電廠成功應用,詳見《燃煤機組節能降耗技術推廣用應目錄》。除對供熱機組實施熱泵改造外,還可將熱泵應用到熱網上。在不需要對熱網進行較大改動的前提下,采用熱泵技術,降低一次網的回水溫度,提高二次網的供水溫度。在人口稠密城市進行熱網改造難度較大,涉及面較廣,條件復雜,進行此項改造只需在供回水管道上進行小范圍改造即可提高供熱能力。

集中供熱水泵及板換選型方法參考資料建議


3熱網運行方式調整優化措施

部分供熱區域采用大流量小溫差供熱方式,主要原因一是在管網設計時為保證供熱安全可靠,對管網的比摩阻設計偏小,水泵的流量和揚程的選擇裕量偏大,使管網在設計時流量偏大;二是由于調網手段不足,只能用保證管網壓差的方式來控制流量。用這種方式控制流量是目前采用的最常見的一種方法。供熱多采用供水壓力表值減去回水壓力表值得出管網壓差值,所用壓力表一般量程為1.0MPa或1.6MPa,其常見精度為1.5級、2級或2.5級,就1.0MPa-1.5級來講,其允許的誤差值為100mH2Ox±1.5%=±1.5mH2O, 兩塊表差值的誤差在±3.0mH2O范圍,誤差對確定管網壓差以及估計流量影響較大,應采用量程0-50kPa的差壓表量取。

對大流量小溫差的供暖方式,供給相同的熱量,比小流量大溫差多消耗電能,因此在水力工況允許情況下,流量越小溫差越大,供熱的運行成本越低。通過對比兩種情況下散熱器的散熱效率不難看出這兩種供熱方式之間存在的差異。室內散熱器的散熱量=散熱面積x散熱系數x散熱溫差(散熱器計算溫度-室內溫度),此公式中散熱面積不變,對于相同的回水溫度來說,供水溫度越高,散熱器的計算溫度(tpj=(tsg+tsh)/2)越高,散熱溫差(△t= tpj-tn)就越大,散熱系數(K=a(tpj-tn)b)也越大,所以在供給相同熱量時,供熱方式可選用降低回水溫度,提高供水溫度來減少循環流量的供暖方案節省電能。
不同溫差下散熱器散熱量的區別:根據供熱單位目前的供暖現狀,二級網的供回水溫差一般不超過10℃。
該文章所屬專題:供熱要聞

標簽:循環水泵選型 供熱水泵選型方法 板換選型方法 板式換熱器選型 供熱系統技術改造方案 集中供熱參數優化 供熱運行調節曲線 

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