供热循环泵配置存在问题分析及应对措施
发布时间：2021-06-23
随着社会进步及经济的发展，集中供热技术也得到了迅速的发展，但在供热系统运行中尤其在二次网的水力平衡调整上仍存在一些问题，直接影响用户供热效果和能源消耗水平。
1.在供热系统中，循环泵的参数是通過对二次网进行水力计算确定的，但实际运行过程中循环泵各项参数并不能与二次网实现高度的匹配。这是由于管道自身特性、施工差异以及调节方式等因素导致的。
目前，国内供热系统二次网侧的调节仍处于发展阶段，循环泵频率主要依据运行人员经验或站内二次侧供回水母管压差进行调节，其实际运行效果不理想。有部分换热站即使安装了变频器也未进行变频调节，而是采取工频运行方式。其主要原因是运行人员不知道调节到什么程度而不影响正常的供热。因此为保证用户能够稳定供热，换热站循环泵运行频率往往高于实际需求值。在二次网平衡的调节中目前主要依靠楼栋入口的自力式流量平衡阀或自力式压差平衡阀进行调节，初步解决了二次网楼栋间水力失调的问题，但该两种阀门无测量信号输出，我们无法准确知道二次网资用压头的情况。
在循环泵工频运行和依靠运行人员经验的调节方式中换热站和二次网分别调节，必然出现循环泵频率不能与二次网匹配的情况，二次网末端资用压头或高或低。而循环泵频率依靠站内二次侧供回水母管压差进行调节的运行方式，虽然实现了循环泵的频率随二次网的适应性调整，但站内供回水压差与用户端的压差相差很大，且随着供热系统采用热计量方式的推广，运行工况将随着用户的调整时刻发生变化，该种调节方式也不能体现用户端的实际情况。
因此在目前的情况下，换热站循环泵即使实现了变频运行，我们也无法判定二次网用户的资用压头是否处于合理区间。
2.根据供热循环泵在实际运行得出不同工况下二次网水压曲线示意图，用实线表示换热站循环泵与二次网调节较为合理的工况的水压曲线，末端资用压头刚好克服用户阻力和平衡阀全开状态下的阻力之和；用虚线表示目前国内供热系统实际运行过程中换热站循环泵与二次网的水压曲线。在没有末端资用压头作为依据的情况下，为保证用户用热效果，换热站循环泵运行频率高于实际需求值，末端资用压头较高，须通过平衡阀消耗剩余资用压头，而这部分剩余资用压头来自于循环泵消耗的电能，这种情况下就造成了电能的浪费。
从上述分析可以看出，换热站循环泵调节不能与二次网实现匹配的原因是我们无法获取末端用户的资用压头以及末端平衡阀的开度情况。因此通过在楼栋热力入口设置压力测点测量末端楼栋热力入口资用压头，以此作为循环泵频率调节的依据，可实现循环泵的精确调节，从而达到节能降耗的目的。
在二次网末端楼栋热力入口平衡阀前后各安装一块供回水差压表，分别测量平衡阀前后压差，以此判定末端资用压头是否满足需求以及平衡阀是否处于全开状态，控制器采集压差信号并进行分析，实现循环泵的自动调节。
在二次网启动初期，所有平衡阀流量值或压差值设定完成后，启动循环泵并逐步提高运行频率，此时末端平衡阀前后压差随循环泵频率的提高而增加，当水力工况达到楼栋热力入口流量或压差设定值时，在平衡阀的作用下平衡阀后用户侧供回水压差不再变化，平衡阀前压差仍处于增加状态，此过程中控制器始终监测平衡阀前后差压表参数，当出现上述情况时，控制器控制循环泵频率不再增加，此时末端用户资用压头恰能满足用户需求。
随着供热系统热计量方式的推广，用户可根据需求进行自主调节，此时二次网水力工况处于动态变化状态，当用户供热需求上升、二次网流量增加时，末端楼栋热力入口差压表、压差值将同时降低，控制器控制循环泵提高运行频率，当平衡阀后差压表压差值恢复至设定值时，控制器稳定循环泵频率；当用户供热需求降低、二次网流量减少时，末端楼栋热力入口差压表压差值将增加，在平衡阀的作用下，差压表压差值保持不变，出现此情况时，控制控制循环泵降低运行频率，当平衡阀后差压表压差值开始降低时，停止循环泵频率调节，并将循环泵频率恢复至平衡阀后压差开始降低前的频率。针对上述两种运行工况，通过控制器对循环泵频率进行自动精细化调节，二次网系统水力工况进入新的稳定状态。由于用户的调节，二次网循环流量和温度发生变化，此时控制器将控制调节阀开度实现稳定二次网温度的目的。在二次网负荷的波动情况下，该种调节方式可以及时对整个二次系统的水力工况和热力工况进行调整，不会对用户供热效果产生影响
通过上述分析可以看出，以二次网末端资用压头为目标进行循环泵频率调节既不会出现因二次网末端资用压头过高而浪费能源的情况，也不会出现资用压头过低不能满足用户需求的情况发生。因此该种调节方式既能满足用户需求，又能达到节能降耗的目的。
在二次供热管网末端安装差压表测量末端资用压头并上传至换热站控制器，控制器根据末端资用压头变化情况对循环泵频率进行精确调节，不但可以使供热系统实现适应二次网实际运行工况变化的适应性调整，还可以有效降低换热站运行电耗，达到节能降耗的目的。
