分布式變頻泵供熱系統(tǒng)是指在熱力站換熱器一次側回水管上設置回水加壓泵,代替閥門完成流量調節(jié)的供熱系統(tǒng)。分布式變頻泵供熱系統(tǒng)中存在零壓差點,該點供回水壓力相等。采用變流量調節(jié)時,存在定零壓差點和變零壓差點兩種運行調節(jié)方式。采用定零壓差點運行調節(jié)方式時,供熱系統(tǒng)在整個供暖期的各種工況均屬于相似工況,運行調節(jié)較為簡單,輸送能耗也較小。見圖1。
分布式變頻泵供熱系統(tǒng)中的零壓差點
根據(jù)水力計算結果,可繪制出分布式變頻泵供熱系統(tǒng)從熱源至最不利換熱站的一級管網(wǎng)水壓圖(見圖2)。
由圖2可知,分布式變頻泵供熱系統(tǒng)中存在供水壓力與回水壓力相等的現(xiàn)象,即圖中供、回水動水壓線的交點,該點的資用水頭為0,稱為零壓差點。零壓差點的位置與各熱力站的流量分配、熱網(wǎng)總流量及主循環(huán)泵提供的熱網(wǎng)總供回水壓差等因素相關。
由于供熱系統(tǒng)采用質、量并調的調節(jié)方式,因此熱網(wǎng)總流量在整個供暖期內會隨室外溫度發(fā)生變化。與之對應,分布式變頻泵供熱系統(tǒng)運行調節(jié)方式可分為變零壓差點的運行調節(jié)方式、定零壓差點的運行調節(jié)方式。
運行調節(jié)方式
變零壓差點的運行調節(jié)方式
變零壓差點的運行調節(jié)方式是指盡量利用主循環(huán)泵來滿足供熱系統(tǒng)輸送要求的運行調節(jié)方式。在供暖室外計算溫度下,主循環(huán)泵按設計工況運行,各熱力站的回水加壓泵適當調節(jié)以獲得本站所需要的設計流量,實現(xiàn)熱量的均勻分配。隨著室外溫度的升高,由于供熱系統(tǒng)采用質、量并調的調節(jié)方式,熱網(wǎng)總流量和熱網(wǎng)總供水溫度隨之降低,此時調節(jié)主循環(huán)泵維持熱網(wǎng)總供回水壓差不變,而零壓差點則隨著熱網(wǎng)總流量的減小向遠端偏移,直至某工況下,熱力站不需要開啟回水加壓泵,僅依靠站內閥門的調節(jié)即可滿足要求,該工況稱為臨界工況。
對于供熱系統(tǒng),當熱網(wǎng)總流量約達到設計流量的87%時為臨界工況,這時所有熱力站資用壓頭均大于等于站內消耗的壓頭,最不利熱力站位置仍位于熱網(wǎng)遠端。
當室外溫度繼續(xù)升高,熱網(wǎng)總流量和熱網(wǎng)總供水溫度繼續(xù)降低,供熱系統(tǒng)中將不存在零壓差點,僅依靠站內閥門的調節(jié),且主循環(huán)泵也無需達到出力即可滿足供熱系統(tǒng)輸送的要求。
供熱系統(tǒng)從供熱開始至臨界工況屬相似工況,平衡后閥門相對開度可不變,仍可保持系統(tǒng)平衡。但臨界工況至設計工況,雖然供熱系統(tǒng)中各熱力站的流量等比變化,但資用壓頭不再保持等比變化。因此,此時供熱系統(tǒng)中所有熱力站閥門的相對開度或回水加壓泵的轉速隨熱網(wǎng)總流量不斷變化,這是一個相當復雜的調節(jié)過程,對操作人員的要求較高。
定零壓差點的運行調節(jié)方式是指通過主循環(huán)泵調節(jié)熱網(wǎng)總供回水壓差,保持零壓差點位置基本不變的運行調節(jié)方式。在供暖室外計算溫度下,主循環(huán)泵按設計工況運行,熱力站的回水加壓泵工作,以獲取本站所需要的流量。隨著室外溫度的升高,熱網(wǎng)總流量減小,調節(jié)主循環(huán)泵保持零壓差點不變,熱力站的回水加壓泵適度調節(jié)以獲取本站所需要的流量。通過分析可知,在定零壓差點運行調節(jié)方式下,雖然在整個供暖期水力工況不斷變化,但屬相似工況。供熱系統(tǒng)在整個供暖期運行中,有如下特點:
①減少了開啟和停止回水加壓泵的次數(shù),降低了操作人員的工作強度。
②供熱系統(tǒng)調節(jié)平衡后,回水加壓泵隨熱網(wǎng)總流量的變化調節(jié)轉速,降低了熱網(wǎng)運行調節(jié)的難度。
③主循環(huán)泵可采用液力耦合器等調速裝置,這樣主循環(huán)泵的功耗可大為降低。雖然熱力站回水加壓泵功耗有所增加,但從整體考慮,總的功耗還是有所下降。
總結
①分布式變頻泵供熱系統(tǒng)中存在著零壓差點,該點供回水壓力相等。采用變流量調節(jié)的供熱系統(tǒng)存在定零壓差點和變零壓差點兩種運行調節(jié)方式。
②采用變零壓差點運行調節(jié)方式時,熱力站經(jīng)歷閥調節(jié)-回水加壓泵啟動-回水加壓泵停止-閥調節(jié)的運行調節(jié)過程。在調節(jié)過程中,臨界工況至設計工況的變化過程并非相似工況,運行調節(jié)較困難,對操作人員的要求較高。
③采用定零壓差點運行調節(jié)方式時,供熱系統(tǒng)在整個供暖期的各種工況均屬于相似工況,減少了開啟和停止回水加壓泵的次數(shù),運行調節(jié)也較為簡單。通過調節(jié)主循環(huán)泵轉速可降低功耗,因此推薦采用定零壓差點運行調節(jié)方式。