區(qū)域供熱20063期熱網(wǎng)水力平衡分析軟件( FLOWRA)在熱網(wǎng)中的應(yīng)用沈陽(yáng)皇姑熱電有服公司孟鋼楊亮閆靖荀太平北京博達(dá)新創(chuàng)科技發(fā)展有限責(zé)任公司李洪軍顧孔滿(mǎn)孫建新【摘要】本文通過(guò)熱網(wǎng)水力平衡分析軟件( FLOWRA)在沈陽(yáng)皇姑熱網(wǎng)運(yùn)行工況診斷分析和技術(shù)改造中的應(yīng)用,說(shuō)明熱網(wǎng)水力平衡分析軟件在熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)技術(shù)改造中的重要作用和必要性?！娟P(guān)鍵詞】水力失調(diào)管網(wǎng)改造環(huán)網(wǎng)水力平衡點(diǎn)供熱系統(tǒng),特別是大型集中供熱系統(tǒng),要隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、熱網(wǎng)供熱面積的保證供暖質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行,基本條件是保增大,出現(xiàn)了越來(lái)越多的環(huán)狀供熱管網(wǎng)、甚至證熱網(wǎng)的水力工況平衡。但熱網(wǎng)系統(tǒng)由于其是多熱源環(huán)狀網(wǎng),熱網(wǎng)調(diào)節(jié)的難度進(jìn)一步增固有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),普遍存在著水力工況失調(diào)大。這就更需要有熱網(wǎng)水力平衡分析軟件系的問(wèn)題。具體表現(xiàn)就是近端熱用戶(hù)或者換熱統(tǒng)指導(dǎo)運(yùn)行調(diào)節(jié),為技術(shù)人員提供了基本數(shù)站的實(shí)際流量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)流量,而遠(yuǎn)端流量卻據(jù)和理論依據(jù)。小于設(shè)計(jì)流量,近端過(guò)熱,遠(yuǎn)端過(guò)冷。這個(gè)問(wèn)題沈陽(yáng)皇姑熱電熱網(wǎng)的實(shí)際情況直困擾著熱力行業(yè)。過(guò)去主要采取一些手動(dòng)沈陽(yáng)皇姑熱電熱網(wǎng)供熱面積為530萬(wàn)平調(diào)節(jié)輔之以小溫差、大流量的運(yùn)行方式;目前方米,共有65個(gè)換熱站。熱網(wǎng)由兩部分組成:主要措施為在前端用戶(hù)設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和自南線(xiàn)熱網(wǎng)和北線(xiàn)熱網(wǎng),其中南線(xiàn)熱網(wǎng)形式為力式差壓控制器等。但不管是那種措施和方單熱源環(huán)網(wǎng)系統(tǒng),供暖面積為300萬(wàn)平方米;法,如果沒(méi)有進(jìn)行原熱網(wǎng)運(yùn)行工況的模擬和診北線(xiàn)熱網(wǎng)為單熱源枝狀網(wǎng),東北線(xiàn)供暖面積斷分析,沒(méi)有對(duì)熱網(wǎng)在各種運(yùn)行工況下運(yùn)行參230萬(wàn)平方米。熱網(wǎng)存在著水力工況失調(diào)的問(wèn)數(shù)的具體數(shù)值及分布有準(zhǔn)確的掌握和了解缺題,末端的一些熱力站,壓差很小,流量不足,乏對(duì)熱網(wǎng)技術(shù)改造方案和調(diào)節(jié)方案預(yù)期效果導(dǎo)致供熱質(zhì)量不穩(wěn)定。的分析和評(píng)估(包括經(jīng)濟(jì)性方面的),都只能說(shuō)熱網(wǎng)運(yùn)行工況的診斷與分析是定性的或不準(zhǔn)確的。而使用熱網(wǎng)水力平衡熱網(wǎng)存在著水力工況失調(diào)的問(wèn)題,大家分析軟件可很好地模擬熱網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情都知中國(guó)煤化工不同,導(dǎo)致流況,定量地掌握管網(wǎng)的狀況,使得管網(wǎng)技改、量分司CNMHG實(shí)際運(yùn)行中全擴(kuò)建更有針對(duì)性和目的性,從而大大提高技網(wǎng)的壓差流量等參數(shù)是怎樣分布的,各站的改、擴(kuò)建的有效性,并降低費(fèi)用。參數(shù)具體跟設(shè)計(jì)的參數(shù)相差多少,這僅僅靠4方數(shù)據(jù)區(qū)域供熱20063期熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是不能完全做到的,還要跟專(zhuān)區(qū)委站和實(shí)驗(yàn)小學(xué)站為參考點(diǎn)。業(yè)的軟件系統(tǒng)相結(jié)合。通過(guò)軟件系統(tǒng)模擬出符號(hào)說(shuō)明:熱網(wǎng)的各個(gè)工況,然后對(duì)各個(gè)工況下的參數(shù)T一室外溫度;Pg-供水壓力;Ph-回水水壓圖,流量、壓差等參數(shù)分布圖等進(jìn)行分壓力;△P一壓差;g一供水溫度;Th-回水溫析,就可以知道熱網(wǎng)工況失調(diào)的具體原因所度;△T溫差;F-流量;R一比摩阻;在,指導(dǎo)熱網(wǎng)調(diào)節(jié)和熱網(wǎng)改造。結(jié)合2004V—流速。2005年采暖季熱網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行工12004-2005年采暖季中寒期的時(shí)候況進(jìn)行模擬分析,分別模擬中寒期(-9℃)和(-9℃)熱源出口參數(shù):供水溫度95℃,回水溫最寒期(-19℃)的熱網(wǎng)運(yùn)行工況,為便于分析度60℃;供水壓力074MPa,回水壓力對(duì)比,分別以熱網(wǎng)近端的六旅站和水榭花都05MPa,流量3240/h站,中間的怒江小學(xué)站和翔風(fēng)花園站,末端的工況模擬結(jié)果:衰1各站參數(shù)站名稱(chēng)T(℃)| Pg(MPa) Ph(Pa))△PMPa)Tg(℃)|Th(℃)aT(℃)|Fmh)0.7220.1680.55459.2水榭花都站0.7130.1770.536103.17怒江小學(xué)站0.5520.3380215的好2翔風(fēng)花園站0.55203680.153區(qū)委站0.4490.441990203實(shí)驗(yàn)小學(xué)站04470.4430004622.2004-2005年采暖季最寒期的時(shí)候通過(guò)軟件對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行工況的模擬分析可(-19℃)熱源出口參數(shù):供水溫度95℃,回水以非常方便地找到環(huán)網(wǎng)的水力平衡點(diǎn)(在水溫度55℃;供水壓力09MPa,回水壓力022壓圖中體現(xiàn)為流量最小的點(diǎn)或管段)。通過(guò)水MPa,流量3550/h。工況模擬結(jié)果:壓圖可知環(huán)網(wǎng)的水力平衡點(diǎn)存在于克萊斯勒各站參數(shù)站名稱(chēng)T(℃PMPa) Ph(MPa))-△PMPa)Tg(℃)|mh(℃)△T℃)(m3h)190241648水榭花都站-1908680.252061693112.86怒江小學(xué)站0.445002326.17翔風(fēng)花園站1906380.4820.156351858區(qū)委站190.5510.5698816622197實(shí)驗(yàn)小學(xué)站-190480502391站與主干線(xiàn)接口點(diǎn)和金穗站與主干線(xiàn)接口點(diǎn)設(shè)計(jì)流量,末端站如區(qū)委站和實(shí)驗(yàn)小學(xué)站等之間,而區(qū)委站和實(shí)驗(yàn)小學(xué)站位于該水力平遠(yuǎn)小于中國(guó)煤化工端的壓差差衡點(diǎn)附近,水力工況可想而知。又結(jié)合各站在異原因YHCNMHG工況失調(diào)比2004-2005采暖季的運(yùn)行參數(shù)記錄,發(fā)現(xiàn)熱較嚴(yán)重。通過(guò)軟件計(jì)算的流量與實(shí)際運(yùn)行流網(wǎng)前端站如六旅、水榭花都站等流量遠(yuǎn)大于量的對(duì)比,可以非常方便地了解各個(gè)站的水49區(qū)域供熱20063期表3關(guān)鍵管段參數(shù)單位長(zhǎng)度上摩擦阻力最大管段壓降bar/km)流速(m/s)流量kgs)開(kāi)始結(jié)束供水回水供水回水供水回水A32AA33A134178810.80810.75103-1.312-1.3122.1521582658263A33A13101310801.301251.255784441.2491.249782.3878233創(chuàng)業(yè)圣康1.1441.0618.2318.23創(chuàng)業(yè)0.9900.99014014074.057405-18-3005305309290929-324.00-323.9910008740.874201412.5941257力失調(diào)度,為流量調(diào)節(jié)閥的設(shè)置等水力調(diào)節(jié)寧山路支線(xiàn):翔風(fēng)三期站96萬(wàn)平方米;手段提供理論依據(jù)。此外,從表3也可以看出43中學(xué)站7.10萬(wàn)平方米;在熱網(wǎng)前端的主干線(xiàn)部分管道比摩阻、流速名士之都站757萬(wàn)平方米;均過(guò)大,可見(jiàn)這些管道的輸送能力已經(jīng)不足,中乾站6.76萬(wàn)平方米,合加之2005年系統(tǒng)還要增加100多萬(wàn)平方米計(jì):313萬(wàn)平方米。的供熱面積,所以需要對(duì)這些管道進(jìn)行技術(shù)怒江街至泰山路支線(xiàn):綠園站96萬(wàn)平方改造米;建工麗園站22.23萬(wàn)平管網(wǎng)改造方案的制定方米;遼寧大學(xué)2站11.6萬(wàn)管網(wǎng)改造的目的是為了增加管網(wǎng)供熱能平方米;電校站33.83萬(wàn)平力和改善水力工況、解決熱網(wǎng)末端用戶(hù)資用方米;遼歌站14.5萬(wàn)平方壓頭小,流量不足的問(wèn)題。該熱網(wǎng)為一個(gè)環(huán)狀米;省物業(yè)站10萬(wàn)平方米,管網(wǎng),新增規(guī)劃供暖負(fù)荷掛網(wǎng)位置又不確定合計(jì):10176萬(wàn)平方米。如何確定與新增用戶(hù)所連接管道的位置和管各種管網(wǎng)改造方案的模擬徑,使之對(duì)新增負(fù)荷的位置和大小有良好的通過(guò)軟件對(duì)以往采暖季熱網(wǎng)運(yùn)行工況的適應(yīng)性;新增負(fù)荷對(duì)原有管網(wǎng)用戶(hù)會(huì)產(chǎn)生什計(jì)算和模擬的結(jié)果可知,紫山路的主干管么影響;如何使改造成本最低。這一系列問(wèn)題(DN700,長(zhǎng)750米,簡(jiǎn)稱(chēng)GD1)比摩阻過(guò)大;都需要進(jìn)行多方案多工況的水力模擬分析。怒江街車(chē)輪廠站到辦公樓站之間管道熱網(wǎng)水力平衡分析軟件為我們提供了方便、(DN600,長(zhǎng)540米,簡(jiǎn)稱(chēng)CD2)比摩阻過(guò)大;快捷、準(zhǔn)確的手段,進(jìn)行管網(wǎng)的工況分析。使泰山路的農(nóng)牧廳站與輕工站之間主干管得我們?cè)诟鞣N方案中,優(yōu)選出一個(gè)管網(wǎng)適應(yīng)(DN450,490米,簡(jiǎn)稱(chēng)GD3)的管徑過(guò)小;紫山性強(qiáng),投資低的方案,大大降低了管網(wǎng)重復(fù)改路車(chē)輪廠站到建工麗園站之間的水源地上需造的風(fēng)險(xiǎn),節(jié)約了投資。05年新增供熱負(fù)荷的分布新成M凵中國(guó)煤化工商稱(chēng)GD4),局部形CNMHG過(guò)原來(lái)怒江街干線(xiàn)西江街支線(xiàn)鐵路技校站116萬(wàn)平方米;的流量。上述管道都需要進(jìn)行改造,但采用西江悅園站677萬(wàn)平方米,多大的管徑,改造以后是否能取得預(yù)期效果,合計(jì):183萬(wàn)平方米。這些都需要進(jìn)行多種方案的模擬和優(yōu)化。為萬(wàn)數(shù)據(jù)區(qū)城供熱2006.3期方便管網(wǎng)改造方案的運(yùn)行模擬結(jié)果,采用上熱源輸出參數(shù)2:供水溫度95℃,回水溫述擬改造管道和末端的區(qū)委站和實(shí)驗(yàn)小學(xué)度55℃;供水壓力09MPa,回水壓力022站、新增的名仕之都站、翔風(fēng)三期站、遼寧大MPa;流量5378h。學(xué)2站、西江悅園站為參考管道和參考點(diǎn)。管網(wǎng)改造方案—運(yùn)行模擬結(jié)果分析模擬管網(wǎng)改造方案一:GD1采用DN800,在管網(wǎng)改造方案一運(yùn)行模擬中,在熱源出口GD2采用DN700,GD3采用DN600,CD4采溫差為40度的情況下,如果熱源出口壓差為用DN700。065公斤,那么末端的站和新增的站資用壓熱源輸出參數(shù)1:供水溫度95℃,回水溫頭就不足,會(huì)影響供熱效果,同時(shí)由于新增負(fù)度55℃;供水壓力0.85MPa,回水壓力022荷后系統(tǒng)流量增加,主干線(xiàn)怒江街支線(xiàn)管道MPa;流量5378u/h。壓力損失比較大,導(dǎo)致在系統(tǒng)中后端的紫荊工況模擬結(jié)果花園站的資用壓頭不足,也就是說(shuō)熱網(wǎng)新增表4擬改造管道運(yùn)行模擬結(jié)果管道流量th)流速(m/s)比摩阻(Pam)GDI45212.55GD22341.5643GD3161215GD42390表5換熱站運(yùn)行模擬結(jié)果換熱站名稱(chēng)溫差C℃流量th壓差(Pam區(qū)委站24084031實(shí)驗(yàn)小學(xué)站中乾站78.550.3翔風(fēng)三期站0.4遼寧大學(xué)239134.12西江悅園站78.555.3表6擬改造管道運(yùn)行模擬結(jié)果管道流量h)流速(m/)比摩阻Pa/m)GDI4522682.55GD218301.52GD31772.51.68GD42639.1961.75表7換熱站運(yùn)行模擬結(jié)果換熱站名稱(chēng)溫差C℃流量(m)壓差(am區(qū)委站實(shí)驗(yàn)小學(xué)站中國(guó)煤化工中乾站翔風(fēng)三期站89999CNMHG1122遼寧大學(xué)2站134.672.76西江悅園站39區(qū)域供熱20063期負(fù)荷以后,原本運(yùn)行工況比較好的站受到了工況模擬結(jié)果:影響。當(dāng)熱源出口壓差為068公斤的時(shí)候,末管網(wǎng)改造方案二運(yùn)行模擬結(jié)果分析:端的站和新增的站資用壓頭才比較大,但這當(dāng)室外溫度接近計(jì)算溫度時(shí)候,在熱源時(shí)候熱源運(yùn)行費(fèi)用增加。同時(shí)主干線(xiàn)CD1的出口溫差為35度的情況下,熱網(wǎng)末端的區(qū)委比摩阻和流速也很大,可見(jiàn)CD所選管徑偏站、新增的中乾站翔風(fēng)三期站等資用壓頭不小,其它管道管徑還是比較合理的。足,而熱源出口溫差達(dá)到40度的情況下,整個(gè)模擬管網(wǎng)改造方案二:GD1采用DN900,系統(tǒng)的工況都非常好,進(jìn)行管網(wǎng)改造的管道的GD2采用DN700,GD3采用DN600,GD4采比摩阻、流速等參數(shù)均沒(méi)超過(guò)規(guī)范的規(guī)定,從用DN800。而可見(jiàn)管網(wǎng)改造方案二還是比較合理的。熱源輸出參數(shù)1:供水溫度95℃,回水溫綜上,通過(guò) FLOWRA軟件對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行工度55℃;供水壓力09MPa,回水壓力0.2況的診斷分析,找到了影響供熱效果的原因,MPa;流量5378t/h。同時(shí)結(jié)合熱源的實(shí)際能力輸出情況,通過(guò)多個(gè)熱源輸出參數(shù)2:供水溫度95℃,回水溫管網(wǎng)改造方案的運(yùn)行模擬分析,優(yōu)化了管網(wǎng)改度60℃;供水壓力09MPa,回水壓力022造方案。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較分析沈陽(yáng)皇姑熱Ma;流量6028uh電公司確定方案二為最終的管網(wǎng)改造方案。表8擬改造管道運(yùn)行模擬結(jié)果管道流量(th)流速(m/s)比摩阻(Pam)GDI4522.6820253GD218301.3432GD3177251.7161GD42639.196149表9換熱站運(yùn)行模擬結(jié)果換熱站名稱(chēng)流量(Th)壓差Pam)區(qū)委站1.83實(shí)驗(yàn)小學(xué)站中乾站1.83翔風(fēng)三期站11221.98遼寧大學(xué)2站99909134673.82西江悅園站5.03表10擬改造管道運(yùn)行模擬結(jié)果管道流量(th)流速(m/s比摩阻(Pam)GDI514532.29G2208656中國(guó)煤化工GD32002CNMHG78GD429981.69(下轉(zhuǎn)第60頁(yè))-萬(wàn)疔數(shù)據(jù)區(qū)域供熱20063期234溫度綜合查詢(xún)曲線(xiàn)夠及時(shí)的對(duì)供熱熱源和供熱管網(wǎng)進(jìn)行控制和均衡調(diào)節(jié),極大的提升了企業(yè)運(yùn)行管理水平取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,主要體現(xiàn)在以下幾方面:3.1采用自動(dòng)化采集溫度系統(tǒng)代替人工采集,每年可以節(jié)省部分人工費(fèi)用。按節(jié)省10個(gè)人計(jì)算,每個(gè)月1500元,一個(gè)供暖期可以節(jié)省1500×10×4=6萬(wàn)元/年。3.2通過(guò)用戶(hù)室溫?cái)?shù)據(jù)反饋到監(jiān)控中心,及時(shí)進(jìn)行供熱均衡調(diào)節(jié),節(jié)能按總成本的1.8%計(jì)算,供暖成本按0.27元/侮每平米·每天根據(jù)日期、小區(qū)或SM卡號(hào)進(jìn)行溫度查詢(xún)供暖期120天,供暖面積按500萬(wàn)平米計(jì)算,并生成曲線(xiàn)此功能反應(yīng)整體供暖品質(zhì)的優(yōu)劣。節(jié)約費(fèi)用:0.27×120×5000002×x1.8%=291.63結(jié)束語(yǔ)萬(wàn)元。采用室內(nèi)用戶(hù)溫度測(cè)量系統(tǒng)后,可以實(shí)33避免了客戶(hù)的投訴,提高了客戶(hù)滿(mǎn)意時(shí)在線(xiàn)的采集用戶(hù)室溫,根據(jù)用戶(hù)室溫情況度,同時(shí)提升了企業(yè)專(zhuān)業(yè)化管理水平和企業(yè)及時(shí)反饋信息到監(jiān)控中心,監(jiān)控中心從而能形象,收到到了良好的社會(huì)效益。(上接第52頁(yè))表11換熱站運(yùn)行模擬結(jié)果換熱站名稱(chēng)溫差(℃)流量(T/h壓差(Pa/m)區(qū)委站2719實(shí)驗(yàn)小學(xué)站30.38中乾站0.36翔風(fēng)三期站128270.55遼寧大學(xué)2站899999153.92.94西江悅園站897結(jié)論證用戶(hù)供熱參數(shù)的前提下,最大程度地降低通過(guò)熱網(wǎng)水力平衡分析軟件進(jìn)行方案優(yōu)了熱網(wǎng)的運(yùn)行成本,節(jié)省了技術(shù)人員的工作選,沈陽(yáng)皇姑熱電有限公司2005年改造工程時(shí)間、提高了工作效率。從10月末采暖季開(kāi)取得了十分滿(mǎn)意的效果,原計(jì)劃分兩年投資始到現(xiàn)在熱網(wǎng)運(yùn)行工況良好,末端用戶(hù)不熱約3000萬(wàn)元的改造項(xiàng)目,通過(guò)管線(xiàn)路由的重的情況得到了很好的解決。由于篇幅的原因,新選擇,采用熱網(wǎng)水力平衡分析軟件進(jìn)行方軟件的具體計(jì)算分析過(guò)程在這里不做說(shuō)明。案優(yōu)選,僅用一年時(shí)間,投資2000萬(wàn)元,就完參考文獻(xiàn)成了全部管網(wǎng)改造任務(wù),大大降低了改造費(fèi)[1]石兆玉供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制,清華大學(xué)出用,同時(shí)增加了管網(wǎng)對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性。結(jié)合熱網(wǎng)改造和現(xiàn)有熱源的實(shí)際情況,(2中國(guó)煤化工2筑工業(yè)出版社,第沈陽(yáng)皇姑熱電公司從9月份開(kāi)始就利用CNMHGFLOWRA軟件制定0506年采暖季熱網(wǎng)系3]陸耀慶實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè),中國(guó)建筑工業(yè)統(tǒng)運(yùn)行方案、熱源投運(yùn)方案、事故預(yù)案,在保出版社9數(shù)據(jù)