區(qū)域供熱20063期熱網(wǎng)水力平衡分析軟件( FLOWRA)在熱網(wǎng)中的應用沈陽皇姑熱電有服公司孟鋼楊亮閆靖荀太平北京博達新創(chuàng)科技發(fā)展有限責任公司李洪軍顧孔滿孫建新【摘要】本文通過熱網(wǎng)水力平衡分析軟件( FLOWRA)在沈陽皇姑熱網(wǎng)運行工況診斷分析和技術(shù)改造中的應用,說明熱網(wǎng)水力平衡分析軟件在熱網(wǎng)系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)技術(shù)改造中的重要作用和必要性?！娟P鍵詞】水力失調(diào)管網(wǎng)改造環(huán)網(wǎng)水力平衡點供熱系統(tǒng),特別是大型集中供熱系統(tǒng),要隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展、熱網(wǎng)供熱面積的保證供暖質(zhì)量,實現(xiàn)節(jié)能運行,基本條件是保增大,出現(xiàn)了越來越多的環(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)的難度進一步增固有的結(jié)構(gòu)特點,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題。具體表現(xiàn)就是近端熱用戶或者換熱統(tǒng)指導運行調(diào)節(jié),為技術(shù)人員提供了基本數(shù)站的實際流量遠大于設計流量,而遠端流量卻據(jù)和理論依據(jù)。小于設計流量,近端過熱,遠端過冷。這個問題沈陽皇姑熱電熱網(wǎng)的實際情況直困擾著熱力行業(yè)。過去主要采取一些手動沈陽皇姑熱電熱網(wǎng)供熱面積為530萬平調(diào)節(jié)輔之以小溫差、大流量的運行方式;目前方米,共有65個換熱站。熱網(wǎng)由兩部分組成:主要措施為在前端用戶設置電動調(diào)節(jié)閥和自南線熱網(wǎng)和北線熱網(wǎng),其中南線熱網(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300萬平方米;法,如果沒有進行原熱網(wǎng)運行工況的模擬和診北線熱網(wǎng)為單熱源枝狀網(wǎng),東北線供暖面積斷分析,沒有對熱網(wǎng)在各種運行工況下運行參230萬平方米。熱網(wǎng)存在著水力工況失調(diào)的問數(shù)的具體數(shù)值及分布有準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,乏對熱網(wǎng)技術(shù)改造方案和調(diào)節(jié)方案預期效果導致供熱質(zhì)量不穩(wěn)定。的分析和評估(包括經(jīng)濟性方面的),都只能說熱網(wǎng)運行工況的診斷與分析是定性的或不準確的。而使用熱網(wǎng)水力平衡熱網(wǎng)存在著水力工況失調(diào)的問題,大家分析軟件可很好地模擬熱網(wǎng)運行的實際情都知中國煤化工不同,導致流況,定量地掌握管網(wǎng)的狀況,使得管網(wǎng)技改、量分司CNMHG實際運行中全擴建更有針對性和目的性,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、擴建的有效性,并降低費用。參數(shù)具體跟設計的參數(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,還要跟專區(qū)委站和實驗小學站為參考點。業(yè)的軟件系統(tǒng)相結(jié)合。通過軟件系統(tǒng)模擬出符號說明:熱網(wǎng)的各個工況,然后對各個工況下的參數(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)的運行參數(shù)對熱網(wǎng)運行工12004-2005年采暖季中寒期的時候況進行模擬分析,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)運行工況,為便于分析度60℃;供水壓力074MPa,回水壓力對比,分別以熱網(wǎng)近端的六旅站和水榭花都05MPa,流量3240/h站,中間的怒江小學站和翔風花園站,末端的工況模擬結(jié)果:衰1各站參數(shù)站名稱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怒江小學站0.5520.3380215的好2翔風花園站0.55203680.153區(qū)委站0.4490.441990203實驗小學站04470.4430004622.2004-2005年采暖季最寒期的時候通過軟件對熱網(wǎng)運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(在水溫度55℃;供水壓力09MPa,回水壓力022壓圖中體現(xiàn)為流量最小的點或管段)。通過水MPa,流量3550/h。工況模擬結(jié)果:壓圖可知環(huán)網(wǎng)的水力平衡點存在于克萊斯勒各站參數(shù)站名稱T(℃PMPa) Ph(MPa))-△PMPa)Tg(℃)|mh(℃)△T℃)(m3h)190241648水榭花都站-1908680.252061693112.86怒江小學站0.445002326.17翔風花園站1906380.4820.156351858區(qū)委站190.5510.5698816622197實驗小學站-190480502391站與主干線接口點和金穗站與主干線接口點設計流量,末端站如區(qū)委站和實驗小學站等之間,而區(qū)委站和實驗小學站位于該水力平遠小于中國煤化工端的壓差差衡點附近,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采暖季的運行參數(shù)記錄,發(fā)現(xiàn)熱較嚴重。通過軟件計算的流量與實際運行流網(wǎng)前端站如六旅、水榭花都站等流量遠大于量的對比,可以非常方便地了解各個站的水49區(qū)域供熱20063期表3關鍵管段參數(shù)單位長度上摩擦阻力最大管段壓降bar/km)流速(m/s)流量kgs)開始結(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)閥的設置等水力調(diào)節(jié)寧山路支線:翔風三期站96萬平方米;手段提供理論依據(jù)。此外,從表3也可以看出43中學站7.10萬平方米;在熱網(wǎng)前端的主干線部分管道比摩阻、流速名士之都站757萬平方米;均過大,可見這些管道的輸送能力已經(jīng)不足,中乾站6.76萬平方米,合加之2005年系統(tǒng)還要增加100多萬平方米計:313萬平方米。的供熱面積,所以需要對這些管道進行技術(shù)怒江街至泰山路支線:綠園站96萬平方改造米;建工麗園站22.23萬平管網(wǎng)改造方案的制定方米;遼寧大學2站11.6萬管網(wǎng)改造的目的是為了增加管網(wǎng)供熱能平方米;電校站33.83萬平力和改善水力工況、解決熱網(wǎng)末端用戶資用方米;遼歌站14.5萬平方壓頭小,流量不足的問題。該熱網(wǎng)為一個環(huán)狀米;省物業(yè)站10萬平方米,管網(wǎng),新增規(guī)劃供暖負荷掛網(wǎng)位置又不確定合計:10176萬平方米。如何確定與新增用戶所連接管道的位置和管各種管網(wǎng)改造方案的模擬徑,使之對新增負荷的位置和大小有良好的通過軟件對以往采暖季熱網(wǎng)運行工況的適應性;新增負荷對原有管網(wǎng)用戶會產(chǎn)生什計算和模擬的結(jié)果可知,紫山路的主干管么影響;如何使改造成本最低。這一系列問題(DN700,長750米,簡稱GD1)比摩阻過大;都需要進行多方案多工況的水力模擬分析。怒江街車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540米,簡稱CD2)比摩阻過大;快捷、準確的手段,進行管網(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在各種方案中,優(yōu)選出一個管網(wǎng)適應(DN450,490米,簡稱GD3)的管徑過小;紫山性強,投資低的方案,大大降低了管網(wǎng)重復改路車輪廠站到建工麗園站之間的水源地上需造的風險,節(jié)約了投資。05年新增供熱負荷的分布新成M凵中國煤化工商稱GD4),局部形CNMHG過原來怒江街干線西江街支線鐵路技校站116萬平方米;的流量。上述管道都需要進行改造,但采用西江悅園站677萬平方米,多大的管徑,改造以后是否能取得預期效果,合計:183萬平方米。這些都需要進行多種方案的模擬和優(yōu)化。為萬數(shù)據(jù)區(qū)城供熱2006.3期方便管網(wǎng)改造方案的運行模擬結(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)委站和實驗小學度55℃;供水壓力09MPa,回水壓力022站、新增的名仕之都站、翔風三期站、遼寧大MPa;流量5378h。學2站、西江悅園站為參考管道和參考點。管網(wǎng)改造方案—運行模擬結(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,會影響供熱效果,同時由于新增負度55℃;供水壓力0.85MPa,回水壓力022荷后系統(tǒng)流量增加,主干線怒江街支線管道MPa;流量5378u/h。壓力損失比較大,導致在系統(tǒng)中后端的紫荊工況模擬結(jié)果花園站的資用壓頭不足,也就是說熱網(wǎng)新增表4擬改造管道運行模擬結(jié)果管道流量th)流速(m/s)比摩阻(Pam)GDI45212.55GD22341.5643GD3161215GD42390表5換熱站運行模擬結(jié)果換熱站名稱溫差C℃流量th壓差(Pam區(qū)委站24084031實驗小學站中乾站78.550.3翔風三期站0.4遼寧大學239134.12西江悅園站78.555.3表6擬改造管道運行模擬結(jié)果管道流量h)流速(m/)比摩阻Pa/m)GDI4522682.55GD218301.52GD31772.51.68GD42639.1961.75表7換熱站運行模擬結(jié)果換熱站名稱溫差C℃流量(m)壓差(am區(qū)委站實驗小學站中國煤化工中乾站翔風三期站89999CNMHG1122遼寧大學2站134.672.76西江悅園站39區(qū)域供熱20063期負荷以后,原本運行工況比較好的站受到了工況模擬結(jié)果:影響。當熱源出口壓差為068公斤的時候,末管網(wǎng)改造方案二運行模擬結(jié)果分析:端的站和新增的站資用壓頭才比較大,但這當室外溫度接近計算溫度時候,在熱源時候熱源運行費用增加。同時主干線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CD所選管徑偏站、新增的中乾站翔風三期站等資用壓頭不小,其它管道管徑還是比較合理的。足,而熱源出口溫差達到40度的情況下,整個模擬管網(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)均沒超過規(guī)范的規(guī)定,從用DN800。而可見管網(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 FLOWRA軟件對熱網(wǎng)運行工度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。同時結(jié)合熱源的實際能力輸出情況,通過多個熱源輸出參數(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)過經(jīng)濟技術(shù)比較分析沈陽皇姑熱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換熱站運行模擬結(jié)果換熱站名稱流量(Th)壓差Pam)區(qū)委站1.83實驗小學站中乾站1.83翔風三期站11221.98遼寧大學2站99909134673.82西江悅園站5.03表10擬改造管道運行模擬結(jié)果管道流量(th)流速(m/s比摩阻(Pam)GDI514532.29G2208656中國煤化工GD32002CNMHG78GD429981.69(下轉(zhuǎn)第60頁)-萬疔數(shù)據(jù)區(qū)域供熱20063期234溫度綜合查詢曲線夠及時的對供熱熱源和供熱管網(wǎng)進行控制和均衡調(diào)節(jié),極大的提升了企業(yè)運行管理水平取得了較好的經(jīng)濟和社會效益,主要體現(xiàn)在以下幾方面:3.1采用自動化采集溫度系統(tǒng)代替人工采集,每年可以節(jié)省部分人工費用。按節(jié)省10個人計算,每個月1500元,一個供暖期可以節(jié)省1500×10×4=6萬元/年。3.2通過用戶室溫數(shù)據(jù)反饋到監(jiān)控中心,及時進行供熱均衡調(diào)節(jié),節(jié)能按總成本的1.8%計算,供暖成本按0.27元/侮每平米·每天根據(jù)日期、小區(qū)或SM卡號進行溫度查詢供暖期120天,供暖面積按500萬平米計算,并生成曲線此功能反應整體供暖品質(zhì)的優(yōu)劣。節(jié)約費用:0.27×120×5000002×x1.8%=291.63結(jié)束語萬元。采用室內(nèi)用戶溫度測量系統(tǒng)后,可以實33避免了客戶的投訴,提高了客戶滿意時在線的采集用戶室溫,根據(jù)用戶室溫情況度,同時提升了企業(yè)專業(yè)化管理水平和企業(yè)及時反饋信息到監(jiān)控中心,監(jiān)控中心從而能形象,收到到了良好的社會效益。(上接第52頁)表11換熱站運行模擬結(jié)果換熱站名稱溫差(℃)流量(T/h壓差(Pa/m)區(qū)委站2719實驗小學站30.38中乾站0.36翔風三期站128270.55遼寧大學2站899999153.92.94西江悅園站897結(jié)論證用戶供熱參數(shù)的前提下,最大程度地降低通過熱網(wǎng)水力平衡分析軟件進行方案優(yōu)了熱網(wǎng)的運行成本,節(jié)省了技術(shù)人員的工作選,沈陽皇姑熱電有限公司2005年改造工程時間、提高了工作效率。從10月末采暖季開取得了十分滿意的效果,原計劃分兩年投資始到現(xiàn)在熱網(wǎng)運行工況良好,末端用戶不熱約3000萬元的改造項目,通過管線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行方軟件的具體計算分析過程在這里不做說明。案優(yōu)選,僅用一年時間,投資2000萬元,就完參考文獻成了全部管網(wǎng)改造任務,大大降低了改造費[1]石兆玉供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)與控制,清華大學出用,同時增加了管網(wǎng)對負荷的適應性。結(jié)合熱網(wǎng)改造和現(xiàn)有熱源的實際情況,(2中國煤化工2筑工業(yè)出版社,第沈陽皇姑熱電公司從9月份開始就利用CNMHGFLOWRA軟件制定0506年采暖季熱網(wǎng)系3]陸耀慶實用供熱空調(diào)設計手冊,中國建筑工業(yè)統(tǒng)運行方案、熱源投運方案、事故預案,在保出版社9數(shù)據(jù)