集中供冷供热

集中供冷供热（精选五篇）

集中供冷供热 篇1

一、发展集中供热供冷系统的必要性

(1) 我国能源和环境态势

我国能源资源总量约为4万亿t标准煤, 居世界第三位。煤炭保有储量为102.9亿t, 可采储量只有893亿t, 储采比不足百年。石油资源量为930亿t, 天然气资源量为38亿m3, 探明的石油和天然气储量约占资源的20%和6%, 仅够开采几十年。总之, 我国常规能源资源并不丰富, 应建立正确的资源意识和相应的忧患意识。

(2) 暖通空调业的节能责任

据统计, 世界上建筑物能耗占总能耗的比例为19.3%, 我国建筑物能耗占总能耗的比例为19.8%就全国而言, 建筑能耗中, 主要部分是采暖能耗 (几乎占建筑能耗的85%) , 暖通空调业能耗在全国总能耗中的贡献率约在15%以上。因此, 暖通空调业的节能责任十分重大。暖通空调技术的节能方法基本分为两类: (1) 减少建筑物冷热负荷消耗; (2) 冷热源用能源充分合理、有效利用的方法。下面主要探讨冷热源用能源的有效利用。

二、集中供热供冷的方式与优点

1. 集中供热供冷系统的方式

集中供热供冷系统可以将各种建筑空调冷热源的节能技术加以集成, 在较大范围内实现冷热源的综合调度, 供给为冷热源用能源的有效充分合理利用创造了条件该系统主要由以下几个部分组成:

(1) 燃气轮机-蒸汽轮机联合循环热电联产系统:此系统首先由燃气轮机对燃料进行首次能源利用, 燃烧燃料产生热膨胀功推动动力透平涡轮叶片来驱动发电机发电, 其高温乏汽通过余热锅炉将烟气转换成中温中压以上参数蒸汽, 再推动蒸汽轮机作功发电, 并将作功后乏汽用于供热和供冷此系统发电效率高, 有效能量转换率高。后置蒸汽轮机可以是抽汽凝汽式, 也可以是背压式, 但背压式汽轮机受制约比较大, 不利于电网、热网和天然气管网的调节。燃气轮机-蒸汽轮机联合循环系统最好采用2套以上的燃气轮机和余热锅炉拖带1~2台抽汽凝汽式汽轮机, 根据具体使用情况, 可装备余热锅炉补燃装置以及双燃料系统提高对电网、热网和天然气管网的调节能力及供能的可靠性。

(2) 空调用冷热制备系统:该系统主要由大型电力驱动热泵机组、蒸汽驱动吸收式制冷机组、热交换机组及辅助设备组成。燃气轮机-蒸汽轮机联合循环热电联产系统所产生的电力用来驱动该系统中的大型电动热泵机组, 蒸汽轮机的乏汽用于驱动吸收式制冷机和热交换机组。冬季由电动热泵机组及热交换机组制备45℃以上热水供采暖用, 夏季由电动热泵机组和吸收式制冷机组制备7℃冷水供空调用。空调用冷热量制备系统最好采用多台电热泵机组和吸收式制冷机, 因在供暖和供冷期间, 系统大部分时间处于部分负荷状态, 多台机组设置可方便机组负荷调节, 使每一台运行中的机组尽可能地处于高效运行状态。电动热泵机组宜采用离心式或螺杆式, 因其效率较高, 吸收式制冷机宜采用溴化锂双效吸收式制冷机。

(3) 水冷热源系统:该系统可根据集中供热供冷区域所处位置自然条件的不同, 可以有多种选择形式, 在有洁净江河湖水的地方可以利用江河湖水的低品位能源, 在滨海地区可以利用近海海水作为热源, 另外一个较好的方案就是采用深井回灌的水冷热源方式, 冬季将地下水从深井抽出, 经换热器降温后再回灌到另一口深井中, 换热器得到的热量经热泵提升温度后成为供暖热源。夏季则将地下水从深井中取出经换热器升温后再回灌到另一口深井中, 换热器另一侧则为空调冷却水。这种方式实际上是在夏天将建筑物中产生的热量存入地下, 供冬季供暖使用, 冬季将建筑物产生的冷量存于地下, 供夏季空调使用。为了便于对上述集中供热供冷系统的能源利用效率进行测算分析, 我们以现有技术水平下成熟设备的技术性能参数为依据, 进行如下分析:

燃气轮机-蒸汽轮机联合循环热电联产

天然气耗量:12730m3/h (447.71 GJ/h) ;

燃机出力:39620k W (142.63GJ/h) ;

蒸汽轮机出力:10200k W (36.72GJ/h) ;

蒸汽轮机/锅炉抽汽量:40t/h (115.76GJ/h) 。

2. 制冷热泵机组

冬季运行:水源温度7℃, 热水出水温度50℃, 冬季平均COP=3.6。

夏季运行:冷却水温度进水32℃, 出水37℃, 冷冻水温度进水12℃, 出水7℃, 夏季平均COP=5.1。

制冷热泵机组以外的其它设备耗电量按总耗电量的25%计。

按照上述技术性能参数, 我们可以推算出采用上述方式的集中供热供冷系统, 冬季采暖运行中每投入1k W能量的一次能源可获得1.34k W的供暖热负荷, 夏季制冷运行中, 每投入1k W能量的一次能源, 可获得1.78k W的供冷空调负荷。

3. 集中供热供冷系统的优势

集中供热供冷系统冬季供热能源利用效率达134%, 夏季供冷达178%。此外, 还有以下优点。

(1) 提高电网的负荷率

空调负荷集中在电网负荷高峰期, 按我国的气候条件, 年平均工作时间小于800h (北方时间短些, 南方时间长些) , 空调使用期内平均负荷率只有40%, 为空调设备供电的这部分发输配电设备一年里只利用几百个小时, 利用率极低, 难以用正常的电费回收来弥补其损失, 导致发电成本上升, 最终会使电力工业的利润率降低。我国目前尚处于空调发展的初级阶段, 随着空调的发展, 其对电力负荷特性的影响还会加大, 对电力工业经济影响不可低估。发展上述集中供热供冷系统的联产方式可以解决这个问题。

(2) 缓解天然气的调峰问题

我国目前城市天然气主要是作居民燃料使用, 一天中, 用气时间集中, 如天然气管网单纯供应居民燃气, 则不利于管网的安全供气和经济运行。前述集中供热供冷系统中的燃机热电厂容量较小, 分布在城市之中, 对于电网、气网的安全运行将有积极作用。燃机热电厂一般可采用双燃料系统, 在天然气供应出现问题时, 可及时切换其它燃料, 保障供热供冷。根据发达国家经验, 通过天然气管网系统内的双燃料燃机切换其它燃料是解决管网调峰的最佳经济手段。一项投资, 既解决环保问题, 又解决天然气的合理利用, 减少了管网调峰投资和损耗, 并解决了城市供热供冷系统的建设或改造资金, 最终还实现了电力建设的增容, 减少了电网输变电投资和损耗, 以及相对减少了电网的调峰压力, 一举多得。

(3) 集中供热供冷存在的问题

实现城市集中供热供冷系统的难点在于资金的筹措。集中供热供冷系统装置是现代化城市基础设施的一部分, 无法靠一两个房地产开发商单独完成, 必须由政府部门协同开发商及相关行业部门 (电力、燃气、热力) 共同解决集中供热供冷系统建设资金。

集中供热供冷系统的另一个问题是, 必须要求公共电网提供备用电力保障, 集中供热供冷系统在电网中的比重非常有限, 单机容量很难大到对电网安全构成威胁的程度。

三、结语

我国天然气将成为重要的能源, 其利用应遵循环保高效和可行的原则, 因此应积极鼓励并发展用于城市供能的燃机热电冷联产。区域集中供热供冷系统采用前述燃气-蒸汽轮机联合循环热电冷联产方式, 实现了一次能源的合理梯级利用, 提高了能源的利用效率和经济效益, 并使污染物的排放量大幅度地减少。从冷热负荷来看, 我国大部分地区冬季需要供暖, 夏季需要供冷, 冷热负荷并非相差悬殊, 同时由于我国城市普遍人口密度大, 建筑物密集, 所以集中供热供冷系统采用燃气-蒸汽轮机联合循环热电冷联产方式具有广大的市场。从电力负荷与供电保障的安全情况出发, 应发展一定规模的燃气-蒸汽轮机联合循环热电冷联产方式的区域集中供热供冷系统, 以利于平衡用电峰谷值。从政策上应支持深井回灌式水源热泵系统, 有条件的地区应优先考虑此种方式, 对保护大气环境小区环境, 都非常适宜, 如将空调设备投资一同考虑的话, 这种方式初投资并不高, 而且运行费用低。

发展集中供热调研 篇2

×××课题组

集中供热是指将热能经济可靠地输送到生产、生活和采暖等各种不同热用户的区域供热方式。随着我区经济和社会不断发展，无论在生产和生活中，热能的应用越来越广泛。搞好我区的热能生产、输送和使用，对于提高城市基础设施的载体功能，改善环境质量，推进城市建设；对于节约能源、改善环境、促进工业生产、方便群众生活具有重要的现实意义。因此，区政府提出“对我区集中供热问题进行调研”，是我区树立科学发展观，坚持可持续发展战略的重大举措。

我区集中供热的现状与特点

1990年以来，区政府积极推动我区集中供热事业发展。尤其是近几年，随着我区经济稳步增长，住宅楼开发规模不断扩大，各类园区、产业功能区逐渐增多，区政府对集中供热工作给予了高度重视，加快了集中供热发展步伐，总体呈现以下三个特点：

（一）起步较晚，发展较快。我区集中供热起步于1990年，以成立区供热办公室为标志，相继启动了×××平房宿舍区、×××宿舍区、×××宿舍区平房宿舍区以及×××小区集中供热工程，但供热面积、供热规模都比较小。从1997年开始，随着×××、×××、×××、×××、×××、×××等住宅小区的相继建成，我区集中供热进入了快速发展时期。2004年3月，我区坚持经营城市的原则，按照“一年启动，三年建成”思路，又启动了我区有史以来最大的集中供热工程——×××区域集中供热工程。工程总投资近8000万元，安装4台40吨锅炉，主要负责3.0平方公里范围内居民小区、行政事业单位和商住楼进行集中供热。10月底，投资4190万元的一期工程已全部完成，实现了供热面积40万平方米。此工程的实施对于改善我区大气质量、优化城市热源布局、创造良好人居环境具有重大意义。至此，全区已发展在册供热单位2家，社会供热单位8家，自供单位13家（祥见表一）。

表一：供热单位情况统计表

供热单位

供热单位

个数（个）

供热面积

（万平方米）

在册供热单位

×××供热公司

2

46

×××供热公司

40

社会供热单位

8

65

自供单位

13

10

（资料来源：×××供热管理办公室）

（二）住宅楼热化率较高。截止2004年10月底，全区竣工各类住宅楼190万平方米，其中实行物业管理的住宅167万平方米，建设单位自管住宅11万平方米，物业管理住宅和建设单位自管住宅热化率均为100%；无管理单位住宅12万平方米，热化率为75%。全区住宅楼热化率为98.4%（祥见表二）。

表二：住宅楼集中供热情况统计表

住宅楼性质

建筑面积（万平方米）

集中供热率

物业管理住宅

167

100%

单位自管住宅

11

100%

无管理单位住宅

12

75%

（资料来源：×××物业管理办公室）

（三）工业园区集中供热初具规模。为进一步创造良好的投资环境，在区政府的统一部署下，我区各类园区秉承“为我区招商引资打造高标准的建设平台”的理念，重点对集中供热进行了全新的规划、建设。目前，我区三个区级工业园中，×××工业园已建成供热站一座，安装10吨、20吨蒸汽锅炉各一台，用于园区的工业生产和采暖；×××工业园已完成集中供热的规划、初步设计等工作。

现阶段集中供热的主要问题

（一）城市供热体制有待改革。一是分散管理制约城市供热事业发展。多年来，我区集中供热缺乏统一规划、管理，开发一处住宅、开发一处商住楼，新建一处小锅炉房，以致大量分散锅炉房普遍存在。这些供热单位建制不全，管理混乱，短期行为严重，个别单位去年采暖期甚至发生了弃管现象，造成受冻居民上访。二是供热市场化与落后的供热系统存在矛盾。目前，我区集中供热住宅全部采用单管串联式供热，把广大热用户作为一个群体捆绑在一起，损害了交费者利益，使热商品难以进入市场，阻碍了供热体制改革进程。三是节能降耗摆不上日程。由于用热多少与热用户在经济利益上无关，热用户对供热能耗漠不关心，导致能源极大浪费，建筑节能难以推广。

（二）城区集中供热规模有待扩大。目前，中心城区内仍有大量临街门脸、平房宿舍、城中村未实施集中供热，能耗高、热效率低，供热方式落后，是影响城区冬季大气环境的主要污染源。

（三）供热企业管理水平和服务质量有待提高。个别供热企业管理水平和服务质量不高，温度不达标、维修不及时等现象时有发生，造成费用收缴困难，导致供热企业经营困难，入不敷出，无力采用新技术，改造旧设备，形成恶性循环，在一定程度上也影响了我区集中供热事业发展。

（四）各类工业园区集中供热还有待推进。工业园区集中供热仍处于起步阶段。比如：×××工业园入驻企业达300多家，但由于企业性质、厂址分散等原因，仍没有实施集中供热（汽）。另外，乡镇产业功能区中，除×××产业功能区已建成集中供热站（两台锅炉，一个10吨、一个2吨）外，其它建设产业功能区的乡镇由于多种原因，都采取了或准备采取一家一户的供热（汽）方式。

推进我区集中供热的对策和建议

根据我区集中供热的发展现状和存在问题，我们认为，要继续保持我区集中供热的健康发展，既需要区政府的引导和推进，更需要规划、建设、供热等部门严格监管、各类园区管委会的努力和供热企业改善服务去实现。主要对策和建议有：

（一）从改革供热管理体制入手，构筑城区集中管理的新格局。理顺体制是关系我区供热事业健康发展的核心问题和首要问题。一是积极推进供热管理体制改革。成立以主管区长为组长，区规划、建设、供热、环保等部门为成员单位的城市集中供热领导小组，对城区集中供热实施集中统一管理。从我区集中供热大局出发，把重点放在供热规划、严格控制分散建设、推进供热体制改革上来。严格控制乱开发、乱建设，新开发的各类住宅、商贸楼应严禁新建小锅炉房，原则上一律并入10吨以上锅炉房。二是积极推进分散锅炉房并网改造。出台工作方案，明确实施步骤和保证措施，对现有分散锅炉房实施并网改造。并网改造的原则是：能并入×××区域集中供热工程的坚决并入区域集中供热工程；不能并入该工程的就近并入物业管理小区供热范围，到2006年城区范围内基本取消10吨以下锅炉房。对那些无单位管理住宅、一两栋楼一个小锅炉房的住宅以及那些不讲大局、不讲群众观点、擅自停热的个别小锅炉房坚决实施并网改造。2005年3月份我区将启动×××工程。因此，×××小区、×××小区、×××小区以及×××两侧商住楼等可并入区域集中供热×××工程；另外，如果我区2005年启动×××等宿舍的平改工作，改造后的住宅也可并入区域集中供热二期工程。并网改造的措施是：

1、并网范围内区域锅炉房，可采取并网移交的办法，即锅炉房、附属设备等供热设施整体移交，免收入网费；

2、并网范围内没有纳入集中供热的商住楼（含未供热的楼房），向产权人按×××元/平方米收取配套费；

3、并网范围内市管单位按文件标准收取配套费；

4、并网范围内区属行政事业单位供热设施整体移交，免收配套费。三是积极推进分户循环系统。原则上新建住宅都要推行安装采暖计量装置，并在设计、施工组织、竣工验收上进行把关，从根本上解决能源浪费、搭车蹭热等问题，使“用热交费、节能降耗”的观念深入人心。

（二）从普及城市集中供热入手，积极谋划运作集中供热大项目。加快供热基础设施建设，提高集中供热率，既是增强城市载体功能的重要措施，也是推进城市供热体制改革的重要内容和基础条件。因此，要按照“规划控制、合理布局、社会投资”的方式，积极运作集中供热大项目，在3-5年内，使中心城区住宅楼、商住楼等全部实行10吨以上锅炉房集中供热。建议分别在城区南、北各建设大型供热站一座，分别对南北区域实行集中供热。根据《×××城区总体规划》，我区中心城区将整体“西进南拓”。因此，第一步，建议2005年或2006年在×××建设40吨锅炉房一座（×××路供热站），启动城区南片区域集中供热工程，负责×××小区和×××工业园以及各类房屋的集中供热，以后视情况再对锅炉房进行增容。第二步，建议3-5年内在×××路东建设40吨锅炉房一座，对×××、×××宿舍、×××别墅区、×××路两侧商住楼实行并网改造。如对×××周围宿舍改造，改造后住宅也可并入该网。这样西有×××供热站、东有×××供热站、北有×××供热站、南有×××供热站，我区城区范围内可全部实行集中供热，既达到了环保要求，又节约了能源。

（三）从规范供热行业管理入手，提高供热企业服务水平。供热行业实行规范性服务，进一步提高供热服务质量和水平，不仅是供热企业生存和发展的前提和保障，更重要的是能树立党和政府在人民群众中的良好形象。一方面，应制定《×××供热行业服务规范》等一系列强化服务的措施和办法，加强监督管理，规范企业行为。另一方面，供热企业应完善服务承诺、用户报修、入户测温、挂牌服务等制度，增加服务透明度，提高服务水平。

（四）从统一规划、稳步运作入手，推进各类园区集中供热工作。建议有条件的园区都要实施集中供热（汽）；无条件的园区（功能区）应严格控制小锅炉房建设，尽量建设燃气、燃油锅炉房，禁止建设燃煤锅炉房，保护大气环境。各类工业园区或产业功能区集中供热解决措施建议如下：一是×××工业园集中供热（汽）解决思路。根据×××工业园总体规划，该园区一期占地704公顷。考虑园区内锅炉房的用途既要满足集中供热，还要满足园区内工业用汽，2005年可在该园区规划×××路建设供热站一座，安装2台20吨蒸汽锅炉，满足园区供热和供汽要求。以后根据引资情况，再进行增容改造。二是×××工业园集中供热（汽）解决思路。×××工业园内企业进驻较早，涉及饲料、机械、家具、服装等多种行业。这些企业仓库、车间较多，工业蒸汽用量很少，且除办公用房外，需要集中供热的房屋也不多。对于×××区域内园区的集中供热，可以考虑并入×××工程；对于×××园区内的集中供热，可以考虑并入×××供热站。三是×××工业园集中供热（汽）解决思路。该园区目前入驻企业5家，已安装的两台蒸汽锅炉能满足生产、生活需要。今后，随着入驻企业增多，可再考虑增容改造。

主要参考文献：

1、《×××城市总体规划》

2、《×××区域集中供热方案》

集中供热设计的问题探讨 篇3

关键词集中供热；管网布置

随着经济的发展和居民生活质量的提高，城市集中供热因其易控制、能源利用率高、供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。但随着城市集中供热的推广和室内采暖系统采用热计量，也产生了一系列的问题，对城市集中供热管网的设计也提出了更高的要求。本文就供热管网设计方面的几个技术问题进行了分析。

一、城市集中供热管网布置的类型

城市集中供热管网的布置与热媒种类、热源与热用户的相互位置有一定的关系，其布置应考虑系统的安全性和经济性。城市供热系统的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停供修复时间。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，但这样存在一定的问题，热网水力工况和控制十分复杂，同时网格状管网投资非常高。在城市多热源联合供热时，有些规划设计时将热网主干线设计成环管网环状布置，用户管网是从大环网上接出的枝状管网，这种布置方式具有供热的后备性能，运行安全可靠，但热网水力工况和控制比较复杂，投资很高。

在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下，笔者认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时，根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线，在实施过程中根据供热能力和热用户情况，逐步完善不同的主干线。当城市供热主干线骨架形成后，适当敷设连通管，正常工作时关闭连通管上的阀门，而当主干线某段出事故时，又可利用连通管进行供热。这种热网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展，如果一条干管供热能力不够，敷设相邻干管时加大其供热能力就可以解决，以达到供热管网输配能力最优化，不必像环状管网那样先埋入较大管道去等负荷确定的热用户。

二、热力管道直埋敷设

供热管网直埋敷设由于具有占地面积小、工程造价低、施工周期短、保温性能好等特点，在实际工程中得到了广泛应用。正确认识热力管道直埋原理，合理选择敷设方式是很关键的。热水管道直埋与架空或管沟。敷设主要不同之处在于直埋敷设的供热管道保温结构与周围土壤直接接触，管道热胀冷缩的过程受到土壤摩擦力的约束，此时管道处于锚固状态，在热胀冷缩过程中产生的位移势能，被储存在管道壁上，使管道受力复杂化。管道直埋敷设方式可分为：无补偿直埋敷设、一次性补偿直埋敷设和有补偿直埋敷设三大类。

热力管道的敞开预热无补偿直埋敷设是一种“冷紧”式直埋。工艺过程是：在管道焊接完毕后，对一定长度的管道进行预热，管道受热产生变形，释放出一部分热应力，同时对管沟进行回填夯实，利用土壤摩擦力将管道嵌固。这种敷设方式不需要设补偿器和固定支墩，其工程造价最低。但这种方法不仅施工复杂，而且管线预热只能改变管线的热态应力水平，而不能改变它的全补偿值，从管材疲劳的角度来看，在实际采用时应仔细斟酌。

一次性补偿直埋也是一种“冷紧”型直埋。工艺过程是：在管道焊接完毕沟槽回填后，对管道进行预热，管道热伸长被“一次性补偿器”吸收，此时立即将“一次性补偿器外壳和管道焊死，使其不能再次伸缩，这样预热结束后，管道由于温降产生的热应力在管道中表现为拉应力，用以克服管道再次受热时的热应力。

有补偿直埋是目前应用最多的敷设方式，因其施工方便，所以得到广泛采用。实际工程中应尽量合理布置补偿器，使管道的补偿器分段长度接近最大安装长度，(管段由于移动所产生的土壤摩擦力在管道截面上产生的应力和材料许用应力相等，这个管段长度即最大安装长度)同时应保证补偿器在固定支墩两侧对称布置，以减小固定支墩受力，降低支墩土建费用。另外对直线段“驻点”位置的固定支墩应考虑取消，以降低造价。对于小区二次热网，如果仅是为集中空调或地板辐射采暖服务，热媒温度65℃以下，实际工作温度较低，热应力较小，因此热网设计中可根据管网柔性考虑非预热的无补偿直埋敷设。

供热管网直埋敷设应注意：直埋管道尽可能直线敷设，管道自然弯曲应限制在5°以内；从主干线引出的分支干线处，应设“L”、“Z”形弯管；水平弯管处应力集中，受力较大，应增加弯头壁厚、加大弯头的曲率半径；在土壤下沉性属于二级或高于二级地区，直埋敷设要采取一定的措施。

三、波纹管补偿在热力管网中的应用

在热力管网敷设中，补偿器是保证管道安全运行的重要部件。波纹管补偿以其体积小、重量轻、节省钢材、占地面积小、流动阻力小、不易渗漏等特点，已开始占有举足轻重的地位，而且很有发展前景。目前波纹管制造突破了传统的材料和工艺，采用高弹性金属管经滚压一次成型，并采用多层金属结构，从而提高了其补偿能力和承压能力，应用新技术制造的波纹管补偿为其在热力管网中的应用提供了可靠的保证。

尽管波纹补偿器有很多优点，但它也有自身的缺点。例如轴向型波纹补偿器对主固定支架产生压力推力，管壁较薄不能承受扭力，设备投资高等。许多设计人员对波纹补偿器的认识还不够全面，因此在设计中存在计算和补偿管系选定不合理的问题。

波纹管补偿器根据位移形式可基本分为轴向、横向、角向三类，每一类都有各自的优点和缺点，所以必须根据不同的使用条件，恰当地选用才能使波纹补偿器正常工作，做到波纹补偿器设计选型经济、合理。

(1)轴向补偿。直管段上的膨胀节对沿膨胀节及管段的轴向方向拉伸与压缩进行补偿。膨胀节给出的额定补偿量包括拉伸、压缩位移的总和。轴向型补偿器是应用最多的也是最基本的型式，在工作时主要是利用其波纹部分的轴向变形来吸收管道的轴向位移。

(2)横向补偿。是在“L”、“Z”、“π”型管道中的补偿形式，通过成对的波纹管弯曲变形实现直线补偿。

(3)角向补偿。管路补偿需要膨胀节作弯曲变形，它们往往是两个或三个角向式膨胀节组合使用，以实现直线补偿。

(4)铰链型补偿器。在结构上由波纹管、活动铰链、销轴组成。该补偿器可在同一平面内作角向偏转，因此可吸收管道在同一平面内的角位移。

(5)万向铰链型补偿器。在结构上由波纹管、铰链和万向铰链组成。它可以在任意平面内作角向偏转，从而可吸收管道任意平面内的角位移(空间角位移)。

波纹管的产品性能有两大类：一类是为满足使用必须保证的性能，如耐压、耐温、耐疲劳和弹性补偿等；另一类，如刚度、有效面积、材质等，它们不是使用所需要的，

但它们对管系的设计及补偿器的使用有重要影响，所以对它们都要有充分的认识。

四、推广使用水力平衡元件，提高水输送系数

在供热系统中，热媒介质由闭式管路系统输送至各用户。对于一个设计合理，并能够按设计工况运行的供热管网，其各用户应均能获得相应的设计流量，以满足其负荷要求。但在实际运行当中，由于缺乏消除环路剩余压头的水力平衡元件，大部分管网系统近段环路的剩余压头只能靠管线管径的变化来消除，而且目前管网上的控制阀门既无调节功能，叉没有流量显示，使得部分环路及末端用户的流量并不按设计要求输配。水力失调直接导致热力失调，供热系统存在的冷热不均现象，主要原因就是系统的水力失调亦即流量分配不均所致。

水力失调度计算如下：水力失调度X＝实际流量G＇／设计流量Gsj当水力失调度x远远大于1时，根据散热器性能曲线可以看出，此时平均室温的增长缓慢；当X远远小于1时，平均室温的减少幅度明显增加。

热力工况失调形成了“大流量，小温差”的运行方式。实际上大流量运行方式并没有从根本上消除系统的水力失调，反而带来了能耗的增加。即大流量要求大水泵，增加了电耗；大流量形成了大热源，热源低负荷运行降低了热源热效率，管网小温差运行增加了输送能耗，还影响了散热器的散热效率。

除此之外，大流量还降低了系统的可调性，即系统流量过大，近端多余的流量无法调剂到末端，甚至出现回水温度过高的假象。结果增加了整个供热系统的热耗，降低了输水系统的热效率。规范中规定“设计中应对采暖系统进行水力平衡计算，确保各环路水量符合设计要求。在室外各环路及建筑物入口处采暖供水管(或回水管)路上应安装平衡阀或其它水力平衡元件，并进行水力平衡调试”。为搞好管网的初调节，在一、二次管网的各个分支处和各热力入口处装置调节性能好的平衡调节阀，以保证各环路水量符合设计要求。目前市场水力平衡元件主要有手动调节阀(平衡阀)和自动调节阀(自力式调节阀)两大类，其具体选用应结合系统运行方式的不同，分别对待。

对于手动调节阀来说，流量G＝Kv△P，(式中Kv为手动调节阀阀口的流量系数；△P为手动调节阀阀口两侧的压差。)Kv的大小取决于开度，开度固定，Kv即为常数，那么只要△P不变，则流量G不变，安装后可替代原有管网控制阀门。而自力式调节阀从结构上说，是一个双阀组合，由手动孔板和自动孔板组成一个有机的整体。手动孔板是按设计流量进行调控的锁定机构，自动孔板是保证设计流量恒定的控制机构。当流经手动孔板流量大于设计流量时，自动孔板的阀瓣上移，减少了自动孔板的断面，从而减少通过调节阀的流量，使其与设计

流量相符，反之亦然。

当系统的运行调节为质调节时，可以采用自力式调节阀，因为这种调节方式只改变供水温度，而与系统的水力工况无关，即在不改变系统的水力工况的情况下，把调节传达到每个用户和设备。采用自力式流量控制阀，可以吸收网路的压力波动，维持被控负载的流量恒定。采用自力式压差控制阀可以吸收网路的压力波动，以维持施加于被控环路上的压差恒定。

当系统的运行调节采用集中量调节(水泵的变频调节等)时，不能采用自力式调节阀，因为这种调节是通过改变水量实现的，因而调节时改变了系统的水力工况，所以若采用自力式调节阀，势必出现流量分配的混乱。显然，由于自力式调节阀的存在造成了系统集中调节的不能实现。这时若采用手动调节阀(比如平衡阀)，则系统总流量增减时，各支路、各用户的流量可以同比例增减，即系统的集中调节可以传达至每一个末端装置。当系统采用分阶段改变流量的质调节时，虽然每个阶段流量不变，但若采用自力式调节阀，每个流量阶段要对控制流量或控制压差进行设定，给运行管理带来很大不便，所以不宜采用。

五、结论

热力管线工程运行是否正常直接关系到居民生活质量，在设计过程中应遵循技术先进、经济合理、安全适用的原则，作为一项系统工程，从管网的设计到管道的制造、安装及管网的启动运行，每个环节都直接影响着工程的成败。而一项好的设计可以使产品的性能得以充分发挥，可以最大限度地减少施工中的困难，可以降低工程造价。因此，我们的设计一定要做到严谨合理，为工程的成功提供

集中供冷供热 篇4

由于该项目于2011年4月完成各期最终施工图, 因而所遵循的直埋管线规范是《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98, 限于规范编制时的热网规模, 所依据的实验数据只有DN500以下资料。因而, 该项目在设计中对所有管径管道及管件的应力和稳定性均进行了验算, 本文对管道竖向稳定性的验算对比现行的《城镇供热直埋热水管道技术规程》CJJ/T81-2013之要求进行核算。

1 管道竖向稳定性验算要求

1.1 管道竖向失稳现象

直埋空调管道在管道中热媒升温的状态下会承受轴向压应力, 管道越长, 所受土壤摩擦力越大, 承受轴向压应力越大。在轴向压应力作用下, 管道有向轴向法线方向凸出, 使管道弯曲的倾向, 即出现管道竖向失稳的现象, 但由于管道周围土壤的约束作用, 通常情况下, 管道会保持稳定状态。特别是管道上方足够厚度土壤的存在, 抑制了管道产生竖向失稳, 同时土壤间的剪切力也会阻止管道的竖向失稳。当周围土壤的约束力较小或因周围开挖而减小时, 受压管道会在横向约束最薄弱的区域丧失稳定。理论上管道埋深越深, 上方土壤的重量及被破坏时的剪切力也就会越大, 使得管道越不易失稳。因而, 为避免竖向失稳, 设计人根据当时的CJJ/T81-98所给出的公式, 利用Excel表编制了竖向稳定性验算表, 对DN400~1500的空调管道的竖向稳定性进行了分析及验算。

1.2 管道竖向稳定性验算公式

以下是当时所采用的竖向稳定性验算公式。

(1) 直埋空调管道工作循环最高温度下, 过渡段内任一截面上的最大轴向力

当l≥Lmin时, 取l=Lmin。

(2) 直埋空调管道工作循环最高温度下, 锚固段内的轴向力计算

当t1-t0﹥ΔTy, 时, 取t1-t0=ΔTy。

式中:Na——锚固段的轴向力 (N) 。

(3) 直埋直管段上的垂直荷载应符合下式要求

式中:Q——作用在单位长度管道上的垂直分布荷载 (N/m) ;

γs——安全系数, γs取1.1;

Np.max——管道的最大轴向力, 按 (1) 式和 (2) 式计算 (N) ;

f0——初始挠度 (m) ;

Ip——直管横截面惯性矩 (m4) 。

(4) 初始挠度应按下式计算

当f0<0.01m时, f0取O.0lm。

(5) 垂直荷载应按下式计算

式中:Gw——每米长管道上方的土层重量 (N/m) ;

G——每米长预制保温管自重 (包括介质在内) (N/m) ;

SF——每米长管道上方土体的剪切力 (N/m) ;

Ko——土壤静压力系数;

Ф——土壤的内摩擦角。

2 管道竖向稳定性验算及参数设定

2.1 管壁厚度

2.1.1 工作管的最小壁厚计算公式:

式中:δ——工作管计算公称壁厚 (m) ;

δm——工作管最小壁厚 (m) ;

Pd——管道计算压力 (MPa) ;

Do——工作管外径 (m) ;

[σ]——钢材的许用应力取125 (MPa) ;

η——许用应力修正系数, 螺旋焊缝钢管可取0.9;

Y——温度修正系数, 可取0.4;

B——管道壁厚负偏差附加值取0.0005 (m) 。

2.1.2 目选用管道壁厚计算复核值 (表1)

2.2 管道竖向稳定性验算参数的确定及验算

2.2.1 通用参数的选取 (表2)

2.2.2 直埋空调管道的最小覆土深度

项目设计时参照了当时的规范, 管道保温层厚度均不小于50mm, 管道保温及管道预制均严格执行《城镇直埋供热管道工程技术规程》 (CJJ/T81-98) 、《高密度聚乙烯外护管聚氨脂泡沫塑料预制直埋保温管》 (CJ/T114-2000) 和《高密度聚乙烯外护管聚氨脂硬质泡沫塑料预制直埋保温管件》 (CJ/T155-2001) 的相关规定。由于该项目施工区域地下管线错综复杂, 考虑到管道稳定、管道保护, 以及当地整体地下管网规划的要求, 本项目主干管管道中心标高对应相应地面的埋深度一般为5.9~3.6m, 即最小覆土深度为2.8m。此深度已满足了项目设计完成后颁布的2013版《城镇供热直埋热水管道技术规程》中的最小覆土深度的要求 (表3) 。

2.2.3 管道竖向稳定性验算

将参数带入公式, 运用Excel表格, 分别验算出不同管径相应埋深的管道竖向稳定性, 均满足新规范之要求。

3 小结

某中央商务区集中供冷供热直埋管线在设计过程中严格按照当时的规范, 通过编辑Excel工具表格, 对每种管径都进行了设计验算, 同时在参考了大量工程实例的前提下, 有前瞻性的确定了老规范中未涉及管径的管道埋深参数, 从而保证了管线竖向的稳定性。

浅议集中供热设备的调节 篇5

【关键词】热水锅炉 供热系统 供热调节 节能降耗

一、供热调节的目的

冬季供暖问题是关系城市居民切身利益的大事。现在供暖企业自负盈亏，既要使居民供暖温度达到标准又要使企业的运行成本达到最低，这就要求供暖企业挖掘内部潜力，做好供热调节工作。因此，对整个热水供热系统进行合理的供热调节就变得至关重要。热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外，还应根据采暖季节（初冬还是严寒）、采暖时间（白天还是夜间）等情况对供热量进行调节。供热调节的目的，一是使系统中各用户的室内温度比较适宜；二是避免不必要的热量浪费，实现热水采暖的经济运行。热水采暖系统试运行期间，由安装单位进行的第一次调节为安装调节，它的目的是检查采暖系统能否达到设计要求。系统投入运行后还要继续进行调节，此为使用调节。运行调节根据采暖系统情况不同，可采用若干种形式，但无论哪种调节方式最终都要通过司炉人员的运行操作来完成。

二、供热调节原理

供热调节的主要任务是维持供暖建筑的室内计算温度。当供暖系统在稳定状态下运行时，如不考虑管网的沿途热损失，则系统的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量，同时也应等于供暖用户的热负荷。

建筑供暖方式分为连续供暖和间歇供暖两类。对于不同的供暖方式，供热调节的方法也不同，这主要是由墙体和室内物体的蓄热性能所决定的。对于间歇供暖建筑，当停止供暖后，室内温度不会瞬间降至建筑发生冻害的温度，它需要经过一个降温期。当重新开始供暖后，室内温度升高至计算温度也需要一段升温期，升温期所需要的时间取决于围护结构和室内物体的蓄热性能。

三、供热调节的方式

运行调节中，在热源处进行的温度、流量的调节称为集中运行调节。集中运行调节的方法有以下4种：

质调节——改变网路的供水温度；量调节——改变网路的循环水量；分阶段改变流量的质调节——同一阶段流量不变；间歇调节——改变每天供暖时数。

（一）质调节

在进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而系统循环水量保持不变。这种调节方式，网路水力工况稳定，运行管理简便，采用这种调节方法，通常可达到预期效果。

集中质调节是目前最为广泛采用的供热调节方式，但由于在整个供暖系统中，网路循环水量总保持不变，消耗电能较多。同时，对于有多种热负荷的热水供热系统，在室外温度较高时，如仍按质量调节供热，往往难以满足其他热负荷的要求。例如，对连接有热水供应用户的网路，供水温度就不应低于70℃。热水网路中连接通风用户系统时，如网路供水温度过低，在实际运行中，通风系统的送风温度也过低，这样会产生吹冷风的不舒适感。在这种条件下，就不能再按质调节方式，而采用其他调节方式进行供热调节了。

（二）量调节

流量调节就是将采暖期按室外温度的高低分成冬初、寒冬和冬末三个区间，根据水的潜热与流量成正比的概念，对于每个区间，热水的流量即指在室外温度低的寒冬区间中保持大的流量，使用流量大的循环泵；在室外温度高的冬初和冬末区间中保持小的流量，使用流量小一点的循环泵。采用分区间改变流量的调节时，每个区间管网循环流量应保持不变。为降低电耗，在采暖系统中可以设置两台不同规格型号的循环泵。其中一台循环泵的流量和扬程按计算值的100%选择，另一台循环泵的流量和扬程按计算值的75%选择，后者供室外温度高的情况下使用。这样可以大大提高循环泵的运转经济指标，避免了“大马拉小车”的弊端。

（三）分阶段变流量的质调节

把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段：在室外温度较低的阶段中管网保持较大的流量；而在室外温度较高的阶段中管网保持较小的流量。在每一个阶段内，网路均采用一种流量并保持不变，同时采用不断改变网路供水温度的质调节，这种调节方法叫分阶段变流量的质调节。在热水供暖系统中，一般可选用两台不同规格的循环水泵，其中一台循环水泵的流量和扬程按计算值的100%选择；另一台循环水泵的流量按计算值的75%选择。由于水泵扬程与流量的平方成正比，水泵的电功率与流量的立方成正比，所以75%流量的循环水泵相应的扬程可按计算值的56%选用，循环水泵的运行电耗可减小到42%左右。在大型供暖系统中，整个采暖期可分为3个或3个以上的阶段。如果采用3个阶段，各个阶段中循环水泵的流量可分别为计算值的100%，80%和60%，扬程可分别为100%，64%和36%，而循环水泵的耗电量相应为100%，51%和22%。多种容量的循环水泵在一定程度上可以互为备用，采用分階段变流量的质调节时，热水供暖系统中可以不设备用泵。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点，既较好地避免了垂直失调，又显著地节省了电能。所以，它是一种公认的比较经济合理的调节方法，在区域锅炉房热水供暖系统中得到了较多的应用。

（四）间歇调节

间歇调节是在供水温度和循环水量不变的情况下，用改变供暖时间的方法来达到与热负荷匹配。在室外温度达到设计值时，热源连续供暖，随着室外温度的升高，逐渐减少运行时间。它的前提是假设热源能在额定出力的情况下制定运行时间。如果热源达不到额定出力，将不能保证用户的供热质量。事实上要想使设备满负荷高效率的运行，没有一套完整的监测和管理办法是绝对办不到的。故本调节方法实际上也很少被采用。