高層建筑直連供暖機(jī)組

高層建筑直連供暖機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱直連機(jī)組),無(wú)須補(bǔ)水水箱和定壓水泵,直接抽取低層建筑熱水供暖,回水減壓后排入回水外網(wǎng),一旦直連機(jī)組運(yùn)行異常,容易影響低層供暖質(zhì)量和安全.本文分析了直連機(jī)組對(duì)低層建筑供暖影響的原因,結(jié)合工程實(shí)踐和運(yùn)行管理心得,總結(jié)出一些直連機(jī)組運(yùn)行管理的技術(shù)措施,供同業(yè)探究.

直連供暖技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1直連供暖技術(shù)

解決高層建筑供暖的傳統(tǒng)方式是新建鍋爐房和換熱站提供熱源，配套定壓、補(bǔ)水和循環(huán)裝置，利用板式換熱器隔斷高層低層建筑之間水力聯(lián)系，防止高層壓資沖擊低層管網(wǎng)，壓爆低層散熱設(shè)備。

近年出現(xiàn)的直連供暖技術(shù)，是在供水前端設(shè)高揚(yáng)程增壓水泵抽取低層富余熱資，回水末端設(shè)變流量壓力調(diào)節(jié)裝置，將高壓資處理成低壓資后排入低層回水外網(wǎng)。這種供暖方式，高低層建筑的供回水管直接連在一起，不隔斷高低壓區(qū)的水力聯(lián)系，通過(guò)控制抽水量和回水壓力，達(dá)到不破壞外網(wǎng)定壓壓力，實(shí)現(xiàn)高低層建筑安全共用外網(wǎng)熱資的目的。增壓水泵的功能相當(dāng)于傳統(tǒng)換熱站的循環(huán)泵+定壓泵+補(bǔ)水水箱三種設(shè)備組合在一起的功能，一泵多能體現(xiàn)了直連機(jī)組的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

1.2變流量壓力調(diào)節(jié)裝置

變流量壓力調(diào)節(jié)裝置[2]，外形呈罐缸狀，作用是將高壓水流逆變成低壓水流。高壓水流經(jīng)罐缸，受腔體結(jié)構(gòu)引導(dǎo)做離心旋轉(zhuǎn)分散流動(dòng)，流體通徑瞬間擴(kuò)大數(shù)倍。水流受罐缸內(nèi)壁摩擦力作用，呈膜流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，壓力驟降，再整流匯集成低壓流體。這個(gè)過(guò)程只減壓力，不減流量。調(diào)節(jié)壓桿的進(jìn)絲行程，還有調(diào)整高層建筑回水管水位高低的作用。

可見(jiàn)，直連供暖機(jī)組運(yùn)行需要控制好兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，一是水泵揚(yáng)程夠高，流量夠足，但不能多抽低層熱資；二是回水管要滿水，減壓不節(jié)流。

2直連供暖對(duì)低層建筑的影響

2.1水力失調(diào)

由于設(shè)計(jì)、施工及管網(wǎng)運(yùn)行等因素，供暖管網(wǎng)實(shí)際水力工況很難與設(shè)計(jì)的水力工況一致。這種實(shí)際運(yùn)行水力工況與設(shè)計(jì)水力工況的差異，稱為水力失調(diào)[3]。

如果高層水泵抽水量偏小，熱水會(huì)優(yōu)先選擇較低樓層循環(huán)流動(dòng)，造成下層熱上層冷。抽水量越小，上下層溫度偏差越大，這就是垂直失調(diào)。

如果高層水泵抽水量偏大，勢(shì)必?fù)層玫蛯拥臒崴?，容易造成低層供水壓資下降，回水壓資上升，嚴(yán)重程度從小到大，可以導(dǎo)致供回水壓差變小，無(wú)壓差，甚至回水壓資大于供水壓資，對(duì)應(yīng)出現(xiàn)低層建筑熱水循環(huán)慢、不循環(huán)甚至供回水逆流現(xiàn)象?？拷边B機(jī)組及遠(yuǎn)離換熱站的低層建筑，更容易受到這種影響。各棟建筑冷熱不均，熱水循環(huán)有快有慢，這就是水平失調(diào)。

2.2高層回水管負(fù)壓吸氣

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（2001年版）第3.3.1條 “五、采用鋼制散熱器時(shí)，應(yīng)采用閉式系統(tǒng)”的要求，供暖過(guò)程，管道須滿水無(wú)氣體，全系統(tǒng)不與大氣接觸，減小氧蝕作用。供回水管頂端均設(shè)自動(dòng)排氣閥，當(dāng)管道內(nèi)有氣體匯到排氣閥內(nèi)腔，氣體壓力大于水體壓力，浮筒隨水位下降，開(kāi)啟排氣孔自動(dòng)排氣，排氣結(jié)束后浮筒隨水位上升浮起，封堵排氣孔密封隔絕大氣。

自動(dòng)排氣閥能自動(dòng)排氣，也能自動(dòng)吸氣。當(dāng)回水下泄過(guò)快，或者供水供不到管頂時(shí)，均出現(xiàn)管頂缺水。浮筒因失去浮力，下落解除密封，大氣壓力大于管頂壓力，被壓入管道，平衡管頂內(nèi)外壁壓力，這就是供暖管道頂端出現(xiàn)負(fù)壓吸氣狀態(tài)?？諝獬掷m(xù)從排氣閥嗆入管道，灌入水體，受水流攜帶各處竄動(dòng)。無(wú)數(shù)小氣泡從水體離析出來(lái)后，匯成若干冷高壓氣團(tuán)，隔斷熱水流，輕則隔阻熱水輸送，重則壓爆散熱器。氣泡內(nèi)的二氧化碳與熱水化合，導(dǎo)致水體PH值呈弱酸性，持續(xù)的電化學(xué)反應(yīng)加速了金屬管道和水泵葉片氧蝕作用，造成管道和設(shè)備使用壽命縮短，提前報(bào)廢。

3直連供暖機(jī)組運(yùn)行管理的技術(shù)措施

3.1日常保養(yǎng)

①供暖期來(lái)到前，要檢查沖洗直連機(jī)組的除污罐和供水管的過(guò)濾器，清除污垢和雜質(zhì)，檢修密封。

②供暖期結(jié)束后，每隔半個(gè)月清潔主接觸器開(kāi)關(guān)一次，啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行一次，保持機(jī)組設(shè)備狀態(tài)良好。

③泵房專人專管，培訓(xùn)合格后上崗，建立運(yùn)行保養(yǎng)檢修記錄。泵房通風(fēng)良好，保持干燥。

④閥門井上鎖，專人專管。除鎖閉閥外，其他閥門不得隨意調(diào)節(jié)開(kāi)度。

3.2閥門調(diào)節(jié)

①靠近換熱站和直連機(jī)組的單元，應(yīng)適當(dāng)關(guān)小回水管上的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)供回水管之間的平衡閥，使供水管和回水管壓力差控制在0.05MPa。這一措施旨在人為增大近路阻力，限制短路循環(huán)，緩解水平失調(diào)。

②高層建筑，應(yīng)適當(dāng)關(guān)小較低樓層的回水球閥。這一措施旨在限制低樓層熱水循環(huán)流速，節(jié)省出的熱資有利于輸送到較高樓層，緩解垂直失調(diào)。

③每個(gè)供暖期，根據(jù)各采暖分區(qū)供暖用戶數(shù)量多少，微調(diào)各用戶回水球閥開(kāi)度。用戶多時(shí)，低層和近路關(guān)小些，用戶少時(shí)，所有用戶開(kāi)度可以適當(dāng)增大。

3.3滿水壓力及供回水壓力差

調(diào)節(jié)變流量壓力調(diào)節(jié)裝置上的壓桿進(jìn)絲長(zhǎng)度，可以控制高層建筑回水管滿水壓力及供回水管壓力差?；厮軡M水時(shí)，回水靜壓水頭不小于回水管道高程，且不大于供水管壓力。根據(jù)幾個(gè)供暖期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，外網(wǎng)供回水壓差控制在0.05MPa時(shí)，對(duì)低層管網(wǎng)影響最?。桓邔咏ㄖ墓┗厮畨毫Σ羁刂圃?.05MPa-0.10MPa時(shí)，機(jī)組運(yùn)行最穩(wěn)定。

4負(fù)壓吸氣的處理方法

直連機(jī)組運(yùn)行中，如果外網(wǎng)間歇供暖、外網(wǎng)缺水或高層建筑回水過(guò)快，都有可能引起負(fù)壓吸氣。日常巡視中，需要定時(shí)記錄高層回水壓力值。一旦發(fā)現(xiàn)回水壓力值低于回水管滿水壓力，就可以判明機(jī)組負(fù)壓吸氣，需要采取措施遏止負(fù)壓吸氣。但是，排氣時(shí)，尚未排出的氣團(tuán)到處竄動(dòng)，容易再次匯集到易集氣的部位，反復(fù)形成氣堵，容易產(chǎn)生天天要排氣，排了就熱，不排就不熱，總也排不完的印象。根據(jù)幾個(gè)供暖期運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套比較有效遏止負(fù)壓吸氣，快速排氣的方法：

①應(yīng)設(shè)定外網(wǎng)超低壓自動(dòng)停機(jī)保護(hù)，及早隔斷回水?dāng)y氣進(jìn)入管網(wǎng)；如果外網(wǎng)壓力不超低，可適當(dāng)旋緊變流量壓力調(diào)節(jié)裝置壓桿，使回水管恢復(fù)滿水，停止吸氣。

②系統(tǒng)排氣前，需要換熱站循環(huán)泵減速，排氣過(guò)程及時(shí)補(bǔ)水。

③采暖立管頂部的平衡閥保持開(kāi)啟。自動(dòng)排氣閥排氣功能和密封功能良好，通過(guò)自動(dòng)排氣閥可以將干管和立管的空氣排凈，失效的排氣閥須更換。

④各處立管滿水后，進(jìn)入室內(nèi)排氣。關(guān)閉回水球閥，開(kāi)啟供水球閥。排氣順序是，先樓下后樓上，先供水端后回水端，逐組開(kāi)啟散熱器排風(fēng)閥放氣。室內(nèi)排氣完畢，打開(kāi)回水球閥，恢復(fù)供暖。

采用直連供暖機(jī)組技術(shù)，輸配過(guò)程熱損耗少，運(yùn)行自動(dòng)化程度較高，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)運(yùn)行管理的技術(shù)水平要求也不高。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，管理單位只要注意微調(diào)各供暖分區(qū)閥門開(kāi)度，力求平均分配壓資，就能緩解水力失調(diào)的影響。遇到負(fù)壓吸氣時(shí)，及時(shí)調(diào)整直連機(jī)組的運(yùn)行工況，采用正確的方法和順序，也能有效遏止和消除負(fù)壓吸氣的不利影響。

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