中继泵在热电联产热网中的运用

中继泵在热电联产热网中的运用

Summary：随着城市建设的不断发展，城市热电联产供热区域新增供热用户不断增多，尤其当热网末端新增热用户供热负荷较大时，由于热网输配能力不足（热源循环泵杨程、循环流量达不到工况需求、管网低点承压能力不足等），将无法满足热网末端新增用户的供热质量，为解决此类问题，权衡改造资金投入额度，建议热网末端加装中继泵措施，保障此类用户供热质量。Keys：中继泵（杨程、流量）、中继泵前端负压区（回水压力大于供水压力）、连通管（均压平衡点）、分布式变频一、热电联产输配能力不足，不能保证热网末端较大负荷新增用户供热质量问题的解决方案针对热电联产输配能力不足，不能保证热网末端较大负荷新增用户供热保障问题，需通过热源循环泵的提升改造、吸收式热泵技术运用、分布式变频技术的运用及中继泵的运用等措施，解决此类问题。1.热源循环泵的提升改造。如将热源循环泵流量及杨程同步提升，将增大热网资用压头，增大供水压力，虽能满足热网新增用户供热需求，但电耗增加较大，同时，如热网地势高差较大，会造成部分低点管网及换热站超压现象。2.吸收式热泵的使用，可降低管网回水温度，降低热网所需流量，将富裕流量分配至热网末端新增用户，可以保障其供热质量，但吸收式热泵需在换热站安装驱动动力源，如电力驱动源、燃气热量驱动源及一定热网温度驱动源等，且需更换改造原有换热系统，投资造价较高。3.分布式变频技术的运用及中继泵的应用，其原理和作用相似，都是二次加压克服热网阻力及满足用户一网换热系统资用压头，保证用户供热质量，关键点是零压点的位置或人为加装供回水均压连通管，创建零压点。分布式变频造价将高于中继泵造价。综上所述，热电联产输配能力不足，不能保证热网末端较大负荷新增用户时，选择加装中继泵的方案将较为经济、容易实现，只需安装中继泵位置及所需动力电源。二、中继泵选型的水力计算热网末端安装中继泵前，需进行中继泵选型的相关计算。由于末端新增负荷是并入热电联产热网联网运行，需与热电联产区域一并计算。首先根据热电联产热网在采暖期运行中实际供回水最大温差（新增用户需相应选取地暖或普暖一次水温差，且新增用户泛指大型小区，内部设有多座换热站），如果热电联产主热源电厂，供热负荷不能满足整个热网严寒期供热需求，需燃气锅炉及其它热源调峰运行时，将根据全热电供热临界点下（泛指全热电供热，能保障供热所对应的最冷室外温度），热电联产热网最大供回水温差计算热网末端新增用户循环流量、沿程阻力、站内阻力及最终确定中继泵的扬程和流量。计算过程为：（1）根据多座换热站供热负荷，按上述最大温差，计算各自所需流量；（2）再根据不同管径，计算相应管道比摩阻；（3）再根据管段长度，计算相应沿程阻力、局部阻力，阻力应从各分支末端用户依次累加至分支前段用户；（4）再逐步汇总主管网阻力，主管网阻力同样依次从末段分支累加至中继泵前段，同时主管网根据不同管径、长度分段计算阻力、汇总。（5）再考虑满足换热站站内一网资用压头的情况下，最终确定中继泵流量、扬程。根据确定的中继泵流量和扬程确定泵的功率。同时需通过水利软件计算，在保证加装中继泵前端（热源方向）的用户供热质量下，验证热源所需流量及扬程是否满足，如不能满足，将继续扩大中继泵供热区域，直至热源输配能力保证中继泵前端（热源方向）换热站正常运行，也是所谓的零压点。此时需在此点安装供回水连通管，平衡中继泵前（热源方向）的供回水压力，使其压差为零。附图：分支点至中继泵主管线一次网水力计算管段编号面积

（万㎡）流量

(m³/h)管长

(m)管内径比摩阻

（pa/m)管段损失

（pa）管道累加阻力

（pa）A3.317.462710.12518.496012.956013B947.622200.3111.12295.686309C32.75173.291190.4123.39484.096793D36.25191.81900.4124.16449.287242120105.834960.5130.4238.087480225.9137.051140.5130.6791.667572337.58143.531790.5130.74158.957730.69合计单程0.77kpa三、中继泵启运后的水力工况。中继泵启运后，热网整体水压发生改变，热源供回水压力基本未变化，但至管网末端供回水压差逐步缩小，且中继泵前端（热源方向）资用压头低于中继泵扬程时，不加装供回水均压管，将造成中继泵前端部分用户压头形成负压（回水压力高于供水压力），从而影响供热质量，所以需在中继泵前端（热源方向）供回水管加装均压连通管，形成零压点，削弱对后端用户的压头负压影响，如前端用户离零压点较近时，资用压头不足，将加装分布式变频克服管段和站内阻力，同时将继续影响后端相近换热站，使其资用压头减小或形成负压头，为此将继续依次加装分布式变频，直至热网资用压头大于前段分布式变频影响的负压压头，并能保证正常循环时，加装中继泵及分布式变频工作最终完成（如果热源循环泵在扬程、流量允许的情况下，可适当增加，以减小或克服分布式变频造成其后端热源方向的换热站压头缩小或负压影响）。附图：结束语热电联产热网末端新增较大负荷用户，如热源输配能力不足，不能保障其供热质量，解决此问题，从可行性和经济性角度分析，建议使用加装中继泵，弥补热网末端水力工况，同时加装中继泵的位置，要满足现有热源循泵的流量及杨程，且能够保障中继泵前（热源方向）资用压头大于中继泵压头（杨程），并能满足正常循环资用压头；如中继泵前（热源方向）资用压头小于中继泵