遠離熱源設置補水定壓點的應用
1 前言
隨著城市規(guī)模的不斷擴大,城市集中供熱的規(guī)模也在飛速發(fā)展,而人們對環(huán)境的要求也越來越高,熱源廠逐漸遠離城市,遠距離輸送熱源已成為必然。
邯鄲市集中供熱始建于1985年,依托位于主城區(qū)北部的邯鄲熱電廠作為熱源向城市供熱。隨著城市發(fā)展,邯鄲熱電廠的供熱能力在2004年就逐步趨于飽和。為滿足城市供熱需求,位于邯鄲市城區(qū)西南12公里的馬頭發(fā)電廠新建2?300MW供熱機組向城區(qū)供熱,最大抽汽量450t/h,最大供熱量576.225MW,輸送管徑為DN1200,敷設方式為直埋。由于馬頭電廠廠區(qū)內缺乏足夠的一次網(wǎng)補水優(yōu)質水源,同時考慮補水成本等因素,一次網(wǎng)補水由熱力公司承擔。但在《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》中并未對遠離熱源廠設置補水定壓點做任何規(guī)定,本文就工程實例進行闡述,說明遠離熱源廠設置補水定壓點是可行的。
2 遠離熱源熱網(wǎng)補水定壓點位置的選擇
根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》,定壓點應設在便于管理并有利于管網(wǎng)壓力穩(wěn)定的位置,宜設在熱源處。由于馬頭熱源廠距離城區(qū)較遠,遠距離輸送沿途均為耕地,無法建設制水車間。經綜合考慮,最終補水定壓點設置在城區(qū)邊緣處,有優(yōu)質充足的自來水作為補水水源,距離城區(qū)也較近,方便工作人員上下班。
3 遠離熱源補水定壓點設備選型
設置補水定壓點就是建設一座制水車間,兼負補水定壓功能。車間的主要設備有制水設備和補水設備,制水設備有軟化水罐、鹽液泵等電氣設備和儀表;補水設備主要是補水泵、變頻器及其他電氣、儀表設備。
制水、補水設備的參數(shù)主要制水能力和水泵流量和揚程,制水能力和補水泵流量的確定主要取決于一次網(wǎng)循環(huán)流量,而循環(huán)流量的確定來源于供熱負荷,水泵的揚程取決于熱網(wǎng)的沿程壓力損失,因此需要進行水力計算方可得出。遠離熱源設置補水定壓點與熱源廠內設置補水定壓點在水泵揚程上有很大區(qū)別,設計規(guī)范并未給出明確的規(guī)定。下面對設備的制水能力、流量和揚程參數(shù)分別進行論述。
3.1 制水能力、水泵流量參數(shù)的確定
3.1.1 供熱負荷
根據(jù)國家《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》CJJ34-2002中的規(guī)定和《民用建筑節(jié)能設計標注》(采暖居住建筑部分)JGJ26-95,結合邯鄲市的建筑物的實際結構具體情況綜合考慮,建筑面積耗熱指標的選取,選定為:居住50w/㎡,公建70w/㎡。
各類建筑物的綜合采暖熱指標按55w/㎡進行計算。
邯鄲市南部馬頭電廠供熱區(qū)域現(xiàn)管網(wǎng)已基本建成,根據(jù)已建成管網(wǎng)敷設路線及實際運行情況,南部區(qū)界限劃定為北至和平路,其它界限不變。根據(jù)此原則統(tǒng)計:邯鄲市南部區(qū)公共建筑、民用住宅現(xiàn)當年供暖面積約374萬平方米,根據(jù)熱源最大供熱量計算出最終供熱面積為1047.7萬平方米。
3.1.2 制水能力和補水定壓水泵流量參數(shù)的確定
制水設備的選型主要考慮一次熱網(wǎng)補水量,根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》CJJ34-2002規(guī)定:閉式熱力網(wǎng)補水裝置的流量,不應小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2%;事故補水量不應小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的4%。因此制水設備流量的選擇均應按照總循環(huán)流量的4%進行選型。
總循環(huán)水量是根據(jù)熱負荷計算的。
一級網(wǎng)設計供回水溫度為: 130℃/70℃;
供回水流量:
G=3.6[Q/c(t1-t2)]
式中 G????熱力網(wǎng)設計流量(t/h);
Q????設計熱負荷(kW);
c????水的比熱容[kJ/(kg?℃)];
t1????熱力網(wǎng)供水溫度(℃);
t2????熱力網(wǎng)回水溫度(℃)。
計算結果見下表表-1
系統(tǒng)循環(huán)水量為8265.7t/h,根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》閉式熱力網(wǎng)補水裝置的流量不應小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2%,事故補水量的4%,因此系統(tǒng)補水量為165.3t/h,事故補水量為330t/h。補水點設總回水母管上,熱網(wǎng)補水采用軟化水,自來水經過軟化進入軟化水池,再由變頻補水泵加壓進入系統(tǒng)。
3.1.3 制水設備選擇
A) 水源及水質
水源:市政自來水,壓力0.22-0.26Mpa
水質:
懸浮物 無
總硬度 365mg/L
PH(25℃) 8.04
B) 水處理系統(tǒng)
補水水質標準,根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》:
懸浮物 小于或等于5 mg/L
總硬度 小于或等于30 mg/L
含油量 小于或等于2 mg/L
PH(25℃) 7-12
C)系統(tǒng)選擇
根據(jù)水源水質及《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》中對補水水質的要求水處理系統(tǒng)選擇:原水→鈉離子交換器→軟化水池→補水系統(tǒng)。
D)設備選擇
水處理給水管道需克服的壓力為:0.1Mpa(鈉離子交換器) 0.02 Mpa(管道) 0.03(高差)=0.15Mpa, 因自來水壓力0.22-0.26 Mpa >0.15 Mpa,因此不設原水加壓泵。
根據(jù)水處理量和原水水質,選擇Ф2500鈉離子交換器3臺,2用1備,單臺設備處理量114.3t/h,工作周期20小時。
3.2 補水定壓泵揚程參數(shù)的確定
130℃熱水的汽化壓力為176kpa,因此循環(huán)水泵運行時,循環(huán)水泵入口處的壓力不低于200kpa(相對于首站地面標高)。而實際補水定壓點設置在遠離熱源廠的位置,該點的壓力隨流量的變化隨時處于變化之中,因此水泵揚程選擇是這項工程的重點也是難點。
3.2.1 水力計算
由于補水定壓點遠離熱源廠,我們需要根據(jù)循環(huán)流量的變化進行水力,計算出自補水定壓點至熱源廠的壓力損失然后倒推出補水定壓點的壓力。水泵揚程的選擇既要考慮當前的需要也好考慮最終供熱負荷時的需求。
水力計算公式:
△P=(1 α)R?L
式中:R-管道比摩阻,Pa/m;主干管比摩阻根據(jù)循環(huán)流量在規(guī)范中查得。</

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