石光輝

(太原市熱力設(shè)計有限公司，山西 太原 030012)

1 補(bǔ)水定壓

熱水系統(tǒng)的定壓是熱源系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容，所謂定壓即在熱水網(wǎng)系統(tǒng)壓力恒定之點(diǎn)保持在一定范圍內(nèi)變化。壓力恒定之點(diǎn)即為系統(tǒng)定壓點(diǎn)，定壓點(diǎn)的位置，一般設(shè)在熱網(wǎng)循環(huán)泵的吸入側(cè)，也可以在集水器上。熱網(wǎng)的定壓方式很多，但從原理上可歸納為四大類，即:利用補(bǔ)水自身壓力定壓、利用開式水箱水位定壓、利用補(bǔ)水泵定壓和利用其他定壓。目前集中供熱熱力站系統(tǒng)中使用較為普遍的為采用補(bǔ)水泵定壓。補(bǔ)水泵的流量應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)補(bǔ)水量和事故補(bǔ)水量等因素確定，宜取熱網(wǎng)系統(tǒng)正常補(bǔ)水量的4倍～5倍;一般設(shè)兩臺，互為連鎖，一臺備用。補(bǔ)水泵出口壓力，為補(bǔ)水點(diǎn)處壓力再加30 kPa～50 kPa，補(bǔ)水定壓點(diǎn)壓力根據(jù)熱網(wǎng)水壓圖確定。補(bǔ)水泵取水從軟水箱吸取，由軟水器制備，由于需要定期加壓等需配備值班人員無法實(shí)現(xiàn)無人值守。當(dāng)采用一補(bǔ)二系統(tǒng)時便可以在熱力站中取消軟化水裝置，實(shí)現(xiàn)無人值守。

2 一補(bǔ)二的三種方式

根據(jù)CJJ 34－2010城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范中7.4壓力工況要求，熱水管網(wǎng)供水管道任何一點(diǎn)的壓力不應(yīng)低于供熱介質(zhì)的氣化壓力，并應(yīng)留有30 kPa～50 kPa的富裕壓力。熱水熱力網(wǎng)的回水壓力應(yīng)不超直接連接用戶的允許壓力、任何一點(diǎn)的壓力不應(yīng)低于50 kPa。熱水熱力循環(huán)泵停止運(yùn)行時，應(yīng)保持必要的靜態(tài)壓力，靜態(tài)壓力應(yīng)符合不應(yīng)使熱力網(wǎng)任何一點(diǎn)的水汽化，并應(yīng)有30 kPa～50 kPa的富裕壓力;與熱力網(wǎng)直接連接的用戶系統(tǒng)應(yīng)充滿水;不應(yīng)超過系統(tǒng)中任何一點(diǎn)的允許壓力。因此，無論是通常的補(bǔ)水泵定壓，還是一補(bǔ)二方式補(bǔ)水定壓，均需要滿足規(guī)范要求。下面是一補(bǔ)二系統(tǒng)的幾種方式。

2.1 方式1:一次網(wǎng)回水直接補(bǔ)至二次網(wǎng)

從一次網(wǎng)回水管上直接開口加裝焊接球閥、過濾器、減壓閥、流量計、電動調(diào)節(jié)閥、止回閥、焊接球閥，然后直接引至補(bǔ)水點(diǎn)，流程見圖1。

圖1 采用一次網(wǎng)直接補(bǔ)至二次網(wǎng)

采用一次網(wǎng)直接補(bǔ)至二次網(wǎng)時的補(bǔ)水方式適用于當(dāng)一次網(wǎng)回水壓力可以滿足定壓要求時，此時比例減壓閥應(yīng)根據(jù)實(shí)際一次網(wǎng)回水壓力及定壓壓力選用，補(bǔ)水管管徑要經(jīng)過計算確定，補(bǔ)水量結(jié)合二次管網(wǎng)失水量按二次網(wǎng)循環(huán)量的百分比選取，以流速作為判定依據(jù)。此種方式在實(shí)際運(yùn)行中已經(jīng)經(jīng)過多年實(shí)際運(yùn)行管理經(jīng)驗的檢驗，運(yùn)行可靠，但二次網(wǎng)失水量較大時會造成一次網(wǎng)壓力的波動。

2.2 方式2:一次網(wǎng)回水先補(bǔ)至軟水箱

從一次網(wǎng)回水管上直接開口加裝焊接球閥、過濾器、減壓閥、流量計、電磁閥、焊接球閥，然后直接引至軟水箱，之后補(bǔ)水系統(tǒng)同補(bǔ)水泵定壓系統(tǒng)一樣由補(bǔ)水泵補(bǔ)至補(bǔ)水點(diǎn)，維持定壓點(diǎn)壓力，流程見圖2。

圖2 采用一次網(wǎng)回水補(bǔ)至軟水箱

采用一次網(wǎng)直接補(bǔ)至軟水箱的補(bǔ)水方式適用于當(dāng)一次網(wǎng)回水壓力不能滿足定壓要求時，此時若直接采用方式1的補(bǔ)水方式由于一次網(wǎng)回水壓力低于定壓點(diǎn)壓力要求，采用較為保守的方式先將一次網(wǎng)回水補(bǔ)至軟水箱，替代軟化制水設(shè)備。當(dāng)采用此種補(bǔ)水方式時，電磁閥需與水箱高、低液位連鎖控制，水箱進(jìn)水口設(shè)浮球閥。此時軟水箱由于水溫較高，設(shè)計溫度為70℃，所以應(yīng)為常壓閉式水箱，箱體做法參照開式水箱做法，另外參照常壓凝結(jié)水箱做法做人孔蓋、溢流水封、通大氣管道。軟水箱如實(shí)際使用中溫度超過50℃應(yīng)設(shè)保溫。管徑要經(jīng)過計算確定，補(bǔ)水量按二次網(wǎng)循環(huán)量的百分比選取，以流速作為判定依據(jù)。此種補(bǔ)水方式由于保留了軟水箱因此亦可保留軟水器作為備用制水系統(tǒng)，系統(tǒng)安全性較高，二次網(wǎng)系統(tǒng)失水較大可開啟軟化水裝置增大止水能力滿足補(bǔ)水要求。

2.3 方式3:采用閉式補(bǔ)水定壓機(jī)組補(bǔ)水

從一次網(wǎng)回水管上直接開口加裝焊接球閥、過濾器、流量計進(jìn)加壓補(bǔ)水機(jī)組后(穩(wěn)流儲水罐、焊接球閥，然后通過補(bǔ)水泵)直接加壓后補(bǔ)至補(bǔ)水點(diǎn)，流程見圖3。

圖3 采用閉式補(bǔ)水定壓機(jī)組補(bǔ)水

采用閉式補(bǔ)水定壓機(jī)組補(bǔ)水適用條件與方式2相同，但與方式2比較最大的區(qū)別在于緩沖水箱為閉式水箱，可以充分利用一次網(wǎng)回水壓力，減少補(bǔ)水泵揚(yáng)程，降低造價及補(bǔ)水耗電量。此時閉式儲水罐有效容積應(yīng)至少為5 min～10 min的補(bǔ)水量，補(bǔ)水泵揚(yáng)程選取應(yīng)根據(jù)補(bǔ)水揚(yáng)程及一次網(wǎng)回水壓力實(shí)際運(yùn)行中壓力較低值為基準(zhǔn)相減得出。此種補(bǔ)水方式類似于自來水的無負(fù)壓補(bǔ)水裝置，在供熱系統(tǒng)中尚未進(jìn)行實(shí)際推廣，應(yīng)該實(shí)際選取供熱規(guī)模較小的系統(tǒng)積累經(jīng)驗并進(jìn)一步完善推廣。

3 一補(bǔ)二系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題及相應(yīng)的控制要求

由于采用一補(bǔ)二的補(bǔ)水方式，熱力站內(nèi)無人值守，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時需調(diào)度室迅速發(fā)出指令進(jìn)行處理，派巡視人員到現(xiàn)場解決問題。因此在普通自動控制的基礎(chǔ)上應(yīng)該額外增加報警系統(tǒng)，以便提高系統(tǒng)安全性。系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障主要有:a.二次網(wǎng)爆管，此時補(bǔ)水量會大大增加，導(dǎo)致一次網(wǎng)失水量隨之增大，影響一次網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，此時應(yīng)迅速關(guān)斷一補(bǔ)二閥門，保證一次網(wǎng)安全并迅速排除二次網(wǎng)故障。b.一補(bǔ)二系統(tǒng)閥門故障，當(dāng)電動調(diào)節(jié)閥、減壓閥發(fā)生故障，一次網(wǎng)回水壓力較高，會導(dǎo)致二次網(wǎng)系統(tǒng)超壓，此時雖然二次網(wǎng)系統(tǒng)上設(shè)有安全閥保證系統(tǒng)不會超壓，但系統(tǒng)會隨安全閥大量失水，影響二次網(wǎng)不能正常工作從而影響一次網(wǎng)的安全及壓力穩(wěn)定，結(jié)合以上集中情況應(yīng)增加以下控制要求。

3.1 方式1控制要求

1)超壓報警:補(bǔ)水點(diǎn)超壓報警，提示手動緊急關(guān)斷(電動調(diào)節(jié)閥故障、減壓閥故障)。2)失壓報警:電動調(diào)節(jié)閥全開20 min仍不能維持壓力恒定時報警，提示手動緊急關(guān)斷(電動調(diào)節(jié)閥故障、減壓閥故障、一次網(wǎng)泄露、二次網(wǎng)泄露)。

3.2 方式2控制要求

1)當(dāng)正常軟化水系統(tǒng)時，與一補(bǔ)二系統(tǒng)互為備用，手動切換，不同時啟動。2)電磁閥開啟，水箱底以上500 mm，電磁閥關(guān)閉，水箱頂下300 mm。3)失壓報警，低于定壓點(diǎn)壓力值0.05 MPa時報警。4)補(bǔ)水流量超限報警，累計20 min內(nèi)超過循環(huán)量的1%。

3.3 方式3控制要求

1)補(bǔ)水泵變頻控制，維持補(bǔ)水點(diǎn)壓力恒定。2)補(bǔ)水泵變頻全開20 min仍不能維持壓力恒定時報警。

4 結(jié)語

一補(bǔ)二系統(tǒng)隨著集中供熱規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，無論是從提高管理水平還是減少運(yùn)行人員數(shù)量上均需要逐漸推廣。但一補(bǔ)二系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用需要增加一次網(wǎng)的制水能力和補(bǔ)水能力以滿足二次網(wǎng)的失水量，并控制二次網(wǎng)的失水量，此時換熱站既是換熱過程，也是補(bǔ)水直接傳質(zhì)的過程，本文僅是初步提出一補(bǔ)二的幾種方式及其使用中的控制要求，隨著一補(bǔ)二的應(yīng)用逐漸推廣使用，必然會日趨完善。

[1] 石兆玉.供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制[M].北京:清華大學(xué)出版社，2005.

[2] CJJ 34－2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范[S].