高原地区采暖系统直供改间供可行性及经济效益分析

高原地区采暖系统直供改间供可行性及经济效益分析

林杉 次仁曲珍 祎兴旺慕

西藏自治区特种设备检测所 西藏自治区拉萨市 850000

摘要：集中供热是将热源所产生的蒸汽或热水，通过管网向全市或部分地区的用户供应生产和生活用热。集中供热系统包括热源、热网和用户三部分。直接连接式供暖，是使用较为广泛的连接方式，间接连接式供热（可简称为“间供”）系统是指外网供水管的热水进入热力站的水—水换热器内，通过换热器将热量传递给供暖系统热用户的循环水，冷却后的回水返回外网回水管流回热源再加热。供暖系统的循环水由热用户系统的循环水泵驱动循环。高原地区由于供热工程发展较为迟缓，为了及时解决这一问题，目前高原地区大部分采暖采用的方式为直供，对此，文章对高原地区采暖系统直供改间供可行性及经济效益进行研究分析。

关键词；采暖系统；直供与间供；经济效益

1. 供暖系统概况

1.1高原地区采暖系统现状

高原地区，以拉萨为例，由于供暖发展较为迟缓，至目前为止，集中采暖基本以小区或单位为单位，以直供为主。

1.2直接供暖系统存在的问题

（1）安全问题：直供方式相当于将热源（锅炉）直接连接到所有热用户，因此若管网中任何一点出现跑水等事故，都会造成与系统直接相连的锅炉缺水。一旦补水量大到不可控制时，会造成锅炉缺水，引起锅炉运行安全事故。

（2）经济成本问题：现有锅炉大多设计供/ 回水温度是95℃/70℃；但由于高原气压低，司炉工操作水平受限，直接供暖多采用小温差、大流量低温送水，供/回水温度为60℃/50℃。在这种工况下，锅炉供暖能力不能充分发挥，造成了浪费。同时由于供/回水温差小，系统水循环量大，且直接供暖半径大、水力循环阻力大，造成循环水泵的流量大、扬程高，因而泵的功率大、电耗高，导致供暖单耗高、经济成本高。另外，高原地区锅炉使用单位管理意识还比较欠缺，对于锅炉水质控制能力低，导致锅炉腐蚀较为严重，返修率较高，且大大缩短了锅炉使用寿命，增加了运行成本。

1.2直供改间供的必要性

（1）安全性要求。确保锅炉安全是供暖系统运行应首先考虑的问题。通过改造为间接供暖，锅炉一次水仅在换热站的换热设备、一次水管网和锅炉内循环，而存在很大隐患的供暖终端用户和老旧供暖管网由换热站的二次水提供，基本杜绝了锅炉一次水的跑冒滴漏，避免了因锅炉缺水引发的安全事故。

（2）经济成本要求。锅炉直供方式中供暖循环水也就是锅炉用水，水质要求较严，必须经过严格的水处理才能使用。改造为间接供暖后，锅炉一次水的水量可减少2/3，补水量也可减少到1t/h左右，相当于水处理成本降低90%以上。二次水的水质要求相对较低，水处理成本也会有所减少。同时由于各个换热站均处于供暖区域的中心位置，供暖半径小，因此供暖单耗降低，运行成本减少。另外，间接供暖需要相对高的供水温度，可以有效解决拉萨普遍存在的低温锅炉腐蚀问题。

（3）管理要求。对于供暖面积较大，且既有高层又有低层的大型区域供暖系统，由于一直沿用直接供暖方式，热网调节性能差，各建筑之间存在水力失调状况，造成供暖不均、近热远冷，难以满足供暖标准的要求。改造为间接供暖后，各个换热站基本处于供暖区域中心，若将各供暖区域面积缩小到20万m²以下，则热平衡调节比较容易，各建筑之间的水力失调现象能从根本上得到解决。

二、改造方案

改造一般涉及到新建锅炉房与换热站的一次管网，然后按照供暖区域新建和改造二次管网，总体建设方案如图1所示。一次管网建设将遵循负荷发展需求、加大管线覆盖面、缩短管线长度、减少拆迁、方便施工、减少对居民的影响这几大原则；二次管网建设将遵循按供暖区域划分、合理拆分，以及根据新建换热站位置合理布置二次管线与原有管线链接两大原则。

图1供暖系统间供式建设方案

三、改造可行性

在一次管网、二次管网新建和改造过程中，涉及到了换热站建设和锅炉房建设两方面，下面一一详细叙述。

3.1 换热站建设

（1）换热站选址：为充分利用间接供暖的优势，各供暖热交换站均设置在所供区域的中心位置。

（2）旧设备站房利用：对已有的加压站设备站房进行改造，作为换热站。

（3）地下空间利用：为节约用地和减少噪音污染，各换热站都建设在地下。

（4）既有管线利用：经综合考虑，本着成本优先的原则，充分利用原有供暖管线。

3.2锅炉房建设

（1）锅炉房内管网调整：由于水温和流量的变化，原有管网已不适应锅炉间供要求，需改造调整。

（2）一次循环泵更换：由于一次循环水量比直供时减少很多，原有循环泵不能满足要求，需更换。为确保安全运行，循环泵采用“二用一备”。

（3）一次补水泵更换：若在不更换锅炉的前提下，该为间接供暖系统后，必须提高锅炉运行水温和运行压力，其措施是提高补水泵扬程。原有补水泵不能满足要求，需更换。补水泵采用“一用一备”，变频控制。

（4）安全系统搭建：由于锅炉房为燃气锅炉房，必须配备防爆设备及浓度报警装置，且由于提高了供水温度，考虑到高原气压低，易汽化的特点，因此必须有防止汽化的安全保障系统，确保不出现任何安全事故。

四、改造效果及经济效益分析

4.1安全性

直供改间供后，一、二次供暖网物理隔离，高温水与用户终端不在一个循环系统。因此，一次网水力循环阻力减小，达到了更加理想的状态。由于不连接终端，管网失水率将大大降低，有利于锅炉安全运行。同时，外网若为高层建筑和低层建筑，可实现区分供暖，消除了直供时外网压力不均衡的安全隐患。

4.2经济性

一次供暖循环水阻力相比直供时阻力降低较大，同时流量相应减少幅度大，循环半径减小，使得水泵运行时更加节能。锅炉一次水用水量和水处理成本大幅度降低，降低了供暖单耗，实现了节能降耗的目标。

4.3均衡性

直供改间供后，各个换热站成为各个区域的供暖中心，这将极好地解决直供时存在的水力不均衡问题。生活区的供暖热平衡工作最终得到解决，缓解了业主矛盾。

五、结束语

锅炉房供暖系统实施直供改间供的改造后，从根本上改善了固有的问题隐患，很大程度上提高了整个供暖系统的运行安全性和稳定性，同时节约能源，降低能源单耗，为居民提供了更为优质的供暖服务。从冬季供暖实际运行来看，锅炉房、换热站和室内外管网运行安全、稳定、节能，室内供暖效果较好，达到了预期效果。

参考文献：

[1]焦永莲.供暖系统及热水锅炉安全经济运行研究[J].现代经济信息,2016(12):327.

[2]赵庆亮. 间接连接区域供暖系统的动态特性分析及控制策略仿真[D].西安建筑科技大学,2015.

[3]王宏伟,刘智超,郝红.区域供热间接连接二次网供暖系统仿真[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2015,31(03):516-523.

[4]常利强. 拉萨区域供暖热源方案优选方法的应用研究[D].重庆大学,2014.

[5]王大伟.浅谈间接式供暖系统的供热调节[J].黑龙江科技信息,2012(26):270.