新增高层采暖建筑对现有供热系统影响分析

本文从理论角度分析新增高层采暖建筑并网对现有供热系统的影响，并运用水压图提出相应的改造措施，指导实践运行管理。

随着中国经济的飞速发展，越来越多的高层建筑出现在人们的视野中。受城市建设用地和规划布局的影响，有不少高层建筑又分布在多层建筑之中。针对分散的高层建筑，国内热力公司有两种供热方式，一是单独设置换热站，由独立系统供给高层热用户；二是设置高区直连机组的方式，但低层热用户与高层热用户联合供热。前者投资成本高，但运行稳定性好；后者投资省，但稳定性差。由于具有投资低的优点，高区直连机组成为越来越多热力公司的选择。但是，经过多年的运行积累，该种供热方式使原有供热系统周边热用户供热质量不达标的缺点日益突出，如何解决上述问题成为供热企业日益棘手的问题。

新增的高层建筑供热系统只解决了高区供热以及回水与低区系统承压匹配问题，但并未考虑使用高区直连机组后对周边供热系统的影响。由于供热面积增加，热力公司受理论知识的限制，往往采用单一的增加循环水泵台数和关小前端热用户阀门，以减少前端热用户流量的办法来解决热网水力平衡的问题。但是，该方法在实际过程中往往效果不佳，水力失调的问题仍得不到根本解决。

本文以计算模型为例，简要分析在成型的供热区域内新增高层建筑同时使用高区直连机组对周边热用户供热质量的影响，并提供一定的解决方案。

如图：某小区原现有4个热用户，均为七层及以下的低层建筑，均采用散热器采暖形式。原有系由于城市发展，现需要在C点新增一栋高层建筑用户5，该楼分高低区供热。低区住户采用直接供暖的形式，对高区住户采取高区直连机组的供热形式。热源处增设同扬程的循环水泵。

热网平面图如下图所示：

平面示意图

由于高区直连机组由加压水泵和减压阀组组成，由于增设加压泵后，原有系统水力模型被打破，整个网路水力工况将发生变化。下图中实线表示出系统在高楼接入前的动水压曲线。从图中可知，在热网平衡的前提下，大部分热用户的作用压头均大小用户资用压力ΔPEE'，只需在热用户处截流便能保证供热质量。

在增加热用户5且在该支路采用直连供热机组后，实际运行时可以视在热用户5及其支线上（管段C）增加了一个阻抗为负值的管段，其负值的大小与水泵工作的扬程和流量有关。由于热用户5上的阻抗减小，在所有其他管段和热用户未采用调节措施、阻抗不变的情况下整个网路的总阻抗S值必然相应减少。在系统循环水泵的扬程不变的前提下，则热网总流量必然适当增加。由于热网流量整体增加，则热用户5前的干线AC管段的流量增大，动水压曲线变陡，用户1和2的资用压头减少，呈非等比失调。热用户3后面的热用户4和5的作用压头减少，呈等比失调。整个网路干线的动水压曲线如下图的虚线所示。

热用户5由于回水加压泵的作用，其压力损失ΔPc1c2增加，流量增大。

由此可见，在用户处装设高区直连机组，能够起到增加该栋楼流量的作用，能满足其供热要求。但同时会加大总循环水量和前端干线的压力损失，而且其他热用户的资用压头和循环水量将相应减少，甚至使原来水力工况平衡流量符合要求的用户反而流量不足，即使原供热系统出现水力失调。这与实际供热系统是相稳合的。

以上只是考虑了高区直连供热机组导致流量增加（被动增流量）对供热系统的影响，由于系统新增并网负荷，需要新增循环水泵，使系统流量增加（主动增流量），其影响过程与增设高区直连供热机组性质一致。

因此，在网路运行实践中，不应只从本位出发，对新增的高层建筑增设高区直连机组，必须有整体观念，仔细分析整个网路的水力工况的影响后才能使用。因此，当务之急是如何解决高区直连机组接入对周边供热用户的影响。

根据笔者多年的从业经验，解决该问题是技术措施首先是要限制高层建筑的供热流量，保证系统按设计流量运行。目前可有两种较好的方法解决上述问题，第一，在直连机组加压泵后增设一手动平衡阀和流量计，运营期间实时调节阀门开度，直至流量计显示流量满足该楼的设计流高区量为止，防止该热用户流量超出用户流量。第二，在加压泵后增设一自力式流量平衡阀，将平衡阀流量刻度调整至该楼流量的设计值。实际运行时，该阀可维持系统流量在设计值，同时不受外界负荷变化的影响。

其次是解决后端供热管网压力不足的问题，仍有两种解决方案。一是更换热源处循环水泵，水泵扬程如水压图中的ΔPOO1，该方案投资较大；二是在热网路由间适当位置增设中继加压泵，以改善后端用户资用压力不足的现象，中继泵扬程如水压图中的ΔPBB1，该方案投资较小，推荐采用。

综上，对新增的高层建筑采取高区直连机组是可行的，前提是需要采取一定的技术措施保证热网平衡，分别是对高区直连供热机组设置流量限制装置和在热网管线中设置中继加压泵。在实践中，不仅仅是新增高层建筑会对供热系统产生影响，只要是新增热负荷都存在相关问题。因此，在集中供热运行实践中，不应只从本位出发，任意接入新增的供热负荷，必须有整体观念，确定接入技术措施，并仔细分析整个网路的水力工况后才能接入。