【关键词】循环泵冷热不均水力平衡阀
0引言
随着我国经济发展速度的加快，能源供求是中国经济现在和未来都必须面对的一个难题。一方面，我国人均资源不足，现在又处在资源消耗比较多的工业化中期阶段，伴随着工业化和城市化快速推进，城乡建设广泛开展，经济规模不断扩大，资源需求量与日俱增；另一方面，由于增长方式粗放，经济结构不合理，资源消耗强度大，社会生产和生活的各个领域浪费严重，资源消耗和生态恶化加剧。作为我所大型能耗设备，降低能耗，提高能源利用率是符合国家和我所发展的基本目标。
本文从系统节能观点出发，运用合理用能诊断方法，依据国家有关能源的方针政策，应用现代科学技术知识及有关专业的节能技术、设备、运行管理知识和经验，通过对现场检查、测试、统计和综合分析，对供能系统合理用能的程度做出合乎实际的判断，并针对供能系统存在的问题和节能潜力，提出具体地节能措施和建议，以利于提高供热质量，提高能源的有效利用率，降低能源消耗。
1基本情况及问题分析
某厂区锅炉热水锅炉系统自2006年完至今系统存在许多问题，每年夏季检修只是针对出现的跑冒滴漏现象及锅炉本体设备进行维修，系统带病运行，造成能源的极大浪费。
1.1循环水系统水力失调严重，用户采暖冷热不均
用户采暖冷热不均现象普遍，某楼四层大部分用户室温较高，需开窗户散热；而少数用户采暖温度较低，特别是一层用户的采暖效果多数较差。
如图1供暖管网水压图所示，靠近热源的用户进出水压差大，获得的水量多，温度高，而远离热源的用户进出水压差小，获得的水量少，用户采暖温度低，因此产生用户冷热不均的现象：一是管网系统末端用户采暖温度低，二是靠近锅炉房的建筑温度明显偏高，甚至开窗户散热。
图1供暖系统管网水压图
为照顾低温用户，供暖部门采取提高系统供水温度（增大供暖量），增加循环水量（增大动力消耗）或在末端增设循环泵的办法解决。这样做，必将造成高温用户数量增加，室温更高，低温用户虽有所改善，但是效果不大，用高额的能耗代价，事倍功半。
1.2循环水泵设计选型不合理，电能浪费严重
循环水泵选型不合理的现象相当普遍。2006年锅炉房锅炉更换配套循环水泵型号为：KLGWR125—315A—4；流量Q=75m3/h,扬程H=58m，配用电机功率为18.5KW。
整个供暖期间，供暖系统处于低负荷、低参数、低效率的状态下运行，配置的水泵扬程比实际运行系统阻力高，必然造成水泵机组超负荷运行，为防止水泵超载运行，只好用关小阀门的办法进行调节，由此造成附加水力损失，大量的电能消耗在克服阀门的阻力上，导致电能的严重浪费。
1.3水泵出口安装了多余的止回阀，增加阻力，浪费电能。
锅炉房供暖系统水压示意图，锅炉房内部水力损失占6～10mH2O，电能都消耗在了换热站内部，而外网不能得到足够的资用压头，尤其对管网末端的用户更加不利。
1.4供暖系统水力失调，既浪费能量又影响供暖质量
民用建筑节能设计标准指出：如果缺乏定量调节的手段，供暖系统会出现水力失调，导致室温冷热不均，近端过热，末端过冷的普遍现象。设计人员常选用大容量锅炉和水泵来缓解这一矛盾，但收效甚微，使系统在大流量、小温差条件运行，反而造成热能和电力的浪费，只有采取有效的控制水量或压差的措施，选配合适容量的水泵，提高水泵的运行效率及热水输送效率，才能实现即提高供暖质量又可节约热能和电力的目的。
1.5供暖管线、排气阀跑冒滴漏，管网失水严重
锅炉房运行记录显示，系统在节能改造之前，每天补水25t，是正常系统补水量的5倍还多。经查，①供暖管道使用年久，老化、穿孔，又没能及时处理，维修不到位，供暖系统带病运行，运行时严重漏水；②用户放水：多数情况是由于暖气不热而为之，通过放水增加流量，获得较多的热量所以，造成如此大的失水，所以不得大量补水来保证供暖系统正常运行，致使大量的水和热量损失掉了，供暖成本增加了。
2.供暖系统治理措施
2.1采用先进可靠的调控手段，消除供暖系统水力失调
通过在系统分支管路安装平衡阀或其他水力平衡元件，并进平衡调试。采用自力式压差控制阀，使供暖系统内的每栋建筑都能获得需要的水量，克服用户冷热不均现象。大量实践证明：自力式压差阀或自力式流量控制阀是一种技术先进，动作可靠的自动定量调控设备。自力式压差阀或自力式流量控制阀，是一种无需借助外力，而依靠被控介质自身压力变化，控制流量恒定不变的自动调解平衡阀。是集测量、执行、控制于一体的自动压差控制设备。自力式压差阀或自力式流量控制阀，对供暖系统各建筑单元，按实际需要设定压差，自动消除系统富裕压力，保持压差恒定不变，有效地克服管网水力失调的现象，避免用户冷热不均。可适应建筑标准、建筑用途、建筑年代不同的各类建筑，既适用于定流量控制也适用于变流量控制。控制原理是；自力式压差阀或自力式流量控制阀可以自动消除管网富裕压力，使所有用户获得水量机会相等，降低系统循环流量，节能20～30％。
2.2科学合理的确定供暖系统循环水泵
通过查阅资料核实该厂区供热面积及总耗热量，重新选定热水循环泵。现实际总供热面积约14368m3，耗热量为1287kw，根据循环水泵流量与负总耗热量之间的关系进行计算:
计算得出循环水泵所需流量为G=67.2m3/h。
热水系统压力损失由热源处压力损失、沿程摩擦压力损失及局部压力损失、末端系统压力损失组成。该系统最不利环路管道如表1：
供热管道DN150，约254米；供热管道DN125，约50米；
供热管道DN100，约150米；供热管道DN80，约220米；
供热管道DN65，约140米；供热管道DN50，约680米；
查热水供暖系统管道水利计算表，热力管道压力损失约81.6kPa。
锅炉热源处压力损失选用为150kPa，末端系统压力损失为23.3kPa。
压力总损失为：254.9kPa。选用循环水泵扬程为：28米。
根据计算结果选用循环水泵型号为：KLWR100—160A，流量Q=93.5m3/h，扬程H=28m，配用电机功率为11KW。
对比原有设计循环泵每小时节约用电7.5KW，工业用电每度1元，每个供暖季按130天计算，每年冬季运行可节约费用2.34万元。
2.3改造供暖系统的部分管道减少多余附件，降低系统阻力
降低供暖系统阻力，是增加水量，降低循环水泵功率的最有效的措施，该供暖系统可采用以下治理办法：
（1）改变水泵进出口与分水缸之间管路匹配不合理的状况，减少局部阻力，降低循环水系统总阻力；
（2）取消水泵出口止回阀，减少局部阻力；
（3）加大单台水泵循环水量，减少运行台数，提高水泵运行效率。
(4)取消随意增设在某楼系统回水管道的水力平衡阀，减少了系统流阻，增加供回水压差，提高供热系统循环量。
2.4按室外气温，调节供暖系统的供水温度
在管网系统消除水力失调，实现水力平衡，用户获得热量的机会相等的条件下，依据室外气温、典型房间温度，调节供暖系统的供水温度方法，以便适应气温、日照、阴雨（雪）、风向、风速变化，使耗热曲线和供暖曲线尽可能协调一致。在日照好的天气，试验区人员较少的情况下，减少某楼及某车间空分厂房的供热阀门，降低供热问题，提高供热率，降低能源耗热量。通过调整供热温度及优化供热时间，每天节省约3车燃煤，每车燃煤按150KG，每吨燃煤500元计算，一个供暖季可节约燃煤费用为3.925万元。
2.5维修供暖管道和自动排气阀，杜绝跑冒滴漏，降低补水量
（1）修理或更换已损坏的自动排气阀，使排气阀真正排气不排水。
（2）管网地沟通风降温、排水，管道分段打压检漏、杜漏，修理或更换已损坏的管道，杜绝非正常泄漏。
（3）维修供热管道、设备的保温和绝热材料，使其保温表面温度降至50℃以下，以减少常年的散热损失；另外，管道保温外壳必需有良好的防水层，如果地沟中积水，管道泡水后，保温性能遭到破坏，其散热损失甚至大于裸管，因此地沟内的积水应及时排除。
通过以上措施，系统每天补水量由最高时期的25t降低至现每天4t，按每吨软化水6元计算，整个采暖季可节省费用1.683万元。
3结论及建议
通过研究和实践应用，在供热系统耗能和设备的各个环节，利用当前科技技术，采取技术上可行、经济上合理，优化系统和设备以及用户能接受的措施，减少能耗量或降低能耗率。节能的潜力是无限的，需要不断探索发掘出更加合理可行的节能方案，既满足生产生活用热需求，又达到降低能耗的目的。
加强运行管理人员的培养，提高供热队伍的整体素质，提高技术管理，增强节能意识，加强系统和设备的检查、保养、维修和改造更新，保护和保持管道无泄漏和保温结构完好，消除供暖系统带病运行的不良状态，就能减少大量能源浪费。
参考文献
[1]采暖通风与空气调节设计规范.中华人民共和国行业标准，2004.
[2]城镇供热管网设计规范.中华人民共和国住房和城乡建设部，2010.