一级管网回水温度对集中供热系统的影响

一级管网回水温度对集中供热系统的影响

陈实

哈尔滨太平供热有限责任公司

摘要：供热系统的质量直接影响到人们的日常生活水平，需要我们给予高度的重视。根据供暖相关文件中可知回水温度的降低，一级管网回水温度也随之降低。本文通过实际例子对降低回水温度后的供暖系统进行研究，分析降低温度带来的实际效果。本文就已有的理论知识基础结合实际供暖情况对一级管网回水温度对集中供热系统的影响进行分析研究，提出合理的意见及建议，希望可以为供暖系统今后的发展提供一定的帮助，提高人们的生活水平。

关键词：一级管网；二级管网；回水温度；换热面积；耗电量

1概述

作为城市的重要基础设施，供暖系统的重要性不言而喻，只有做好城市的集中供暖工作，才能保证人们的生活水平。为了保证供暖系统的经济效益和安全性能，供暖系统一般都由两个管网系统组成，分别为一级管网和二级管网。我们对一级管网进行高压高温的处理运行，再通过一定的设施将热量传递给二级管网，用户的供暖一般是二级管网直接提供的。

供热系统在进行供热运行的时候，需要对燃煤和电力进行消耗，而一级管网的供水温度和回水温度的数值差距会直接影响到电力的消耗。我们在进行一级管网的温度设置时，通常会根据管网材料的最高承受温度进行设置，所以说一级管网的回水温度直接影响了一级管网的耗能量。所以说我们要对一级管网的回水温度和供水温度的差距进行有效增大，而不是单独对一级管网的回水温度进行降低，只有通过对进水和回水温度差距的有效处理，才能保证一级管网的耗能量有效降低。

2回水温度对管道公称直径的影响

我们根据相应的理论依据和公式的计算可以得出下面的结论。我们根据相应的计算公式的计算可以得知，在管网承担的热负荷固定时，管网的质量流量和一级管网的供水和回水温差会随着一方的变化而变化，在质量流量变大的时候，一级管网的温差变小，两者存在反比的关系。而管道直径的选择则受到管网流量质量的影响，在供水温度和热负荷不变的前提下，供暖的回水温度直接决定了管道直径的选择。我们在进行管道直径的选择时需要遵循着相应的方法进行，一般有通过计算机计算和查表计算的两者方法，本文是选用后者。

3回水温度对换热器换热面积的影响

现阶段我国的供暖系统已经出现了很多的换热器类型，我们可以根据实际需求进行选择，保证供暖的需求。本文以板式的换热器进行研究分析。我们首先需要对供水温度进行控制，保证供水温度不变，改变回水温度，研究不同的回水温度对换热器换热面积的实际影响。

传热器传热系数正常会受到很多因素的影响，会有一定的差值，但是一个类型的传热器基本上是差不多的，所以我们在进行研究分析时，忽略传热系数的影响。根据实际的计算公式，我们可以得知，在保证传热器的热功率不变的情况下，换热器的传热面积会随着平均温差的变化而变化，两者呈现着反比的关系。所以说在保证热功率和、一级管网的供水温度、二级管网的供水温度和回水温度的温差一定时，一级管网的回水温度会决定换热面积。

4回水温度对循环水泵耗电量的影响

我国的供暖系统的热量供应是通过水泵进行输送的，根据对水泵的电机功率和水泵的全压流量的计算，我们可以得出水泵的功率由水泵的全压和流量直接决定，所以说水泵的耗电量也有水泵的全压和流量决定。

5工程比较

我们根据对相关文件的查阅和学习可知，供水温度需要控制在85℃以内，而回收温度则要控制在20℃以上。我们根据实际的调查和研究，确定对于新建设的供暖系统的供水温度可以保持在75℃左右，而回水温度设置在50℃最佳。根据小区的换热器研究表面，需要保证冷侧温差在10℃以内，这样我们可以将回水温度提升到60℃左右，这样可以有效增加供水温度和回水温度的温差，通过对温差的提升，根据上述的研究我们可以得知，可以有效的减少能源的损耗，下面我们通过实际例子进行验证。

5.1工程概况

某城市集中供热工程，其供热面积为1000×104m2，供热负荷为700MW，年最大热负荷利用时间为2161h，热源的供水温度为120℃，一级管网设计压力为1600kPa，热水管网定压方式选择循环水泵入口处补水泵定压的方式，定压压力为250kPa，输送距离为10km。下面就供热系统一级管网采用120℃/70℃和120℃/60℃的热水参数做比较，分析不同的设计供、回水温度对一级管网的影响。

5.2回水温度对管道公称直径的影响

方案一中供水和回水温差为50℃，设计质量流量为3344．4kg/s，管道公称直径为1000mm时，管道比摩阻为161.12Pa/m，热水管网系统总阻力为4116.87kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为4366.87kPa，大幅超过了系统的设计压力，显然是不合理的；取管道公称直径为1200mm时，比摩阻为63.06Pa/m，热水管网系统总阻力为1763.34kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为2013．34kPa，高于系统的设计压力，需要设置一级中继泵站以将管道的压力控制在设计压力范围之内。

方案二中供水和回水温差为60℃，设计质量流量为2787.03kg/s，取管道公称直径为1000mm时，管道比摩阻为111.89Pa/m，热水管网系统总阻力为2935.33kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为3185.33kPa，大幅超过了系统的设计压力，显然是不合理的；取管道公称直径1200mm时，比摩阻为43.79Pa/m，热水管网系统总阻力为1300.93kPa，加上定压压力后，在没有中继泵站的情况下，系统最高压力为1550.93kPa，无须设置中继泵站即可将管道的压力控制在设计压力范围之内。

5.3小区热力站内换热器换热面积对比

二级管网的设计供/回水温度为75℃/50℃，Φh=700MW=7×108W，K=4300W/（m2·K），可以得出不同方案下换热器的换热面积。在换热器的换热面积方面，方案二比方案一多2143.6m2。换热板片的平均价格为700元/m2，按此计算，在换热器方面方案二比方案一增加造价约150×104元。（Φh为换热器热功率）

5.4回水温度对循环水泵耗电量的影响

电动机轴功率乘以年最大热负荷利用时间即为估算的年耗电量。由此可见，方案一要比方案二每年多消耗电能6817904kW·h，按照平均电价为0.9元/（kW·h）计算，两个方案的电费差额为613.61×104元/a。

5.5综合对比

方案一比方案二多1550×104元；在运行电费方面，方案一每年要比方案二多出613．61×104元。综合比较而言，方案一造价、运行费用、系统复杂程度均高于方案二。因此，方案二优于方案一。

6结语

随着社会经济的不断增长，人们的生活水平越来越高，对供暖系统也提出了更高的要求，为了实现供暖系统的经济效益和节能运行，本文通过一级管网回水温度对集中供热系统的影响进行研究。本文通过理论计算和实际例子进行分析研究，最后根据实际试验的结果得出，在保证一级管网的供水温度不变的情况下，通过降低一级管网的回水温度拉大供水和回水之间的温差可以有效的提高供暖系统的经济效益，希望可以为供暖系统今后的发展提供帮助。

参考文献：

[1]卜云婷.集中供热二次网节能控制方法研究[D].长春工业大学，2016.

[2]徐凯.集中供热管网系统评价软件研究及应用[D].吉林建筑大学，2016.

[3]魏景源.换热站及二级网系统节能分析及改造[D].山东建筑大学，2016.