CN105972671A - 一种单双管同程分布式热网系统 - Google Patents

一种单双管同程分布式热网系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种单双管同程分布式热网系统，它的外网敷设单双管形式，换热站采用分布式变频智能换热站，系统建立数据监控中心，整个系统进行横向调节；每个换热站有独立的取水泵，热力首站循环水只需保证流量满足，再有能够克服管道沿程阻力的扬程即可，降低了水泵的扬程和流量，同时也克服了双管系统中的热力失调问题，大大减少了系统的投资成本和运行成本。管网投资：比传统双管系统节约50%的建设投资；首站电能消耗：比传统双管系统节约50%；热能消耗：比传统双管系统节约50%；运行效果：大大降低热力失调问题，运行效果高于双管系统。

Description

一种单双管同程分布式热网系统
技术领域
本发明涉及一种供热系统中的单双管同程分布式热网系统。
背景技术
供热系统是在热电厂设置换热首站作为热源，以电厂凝汽器及尖峰加热器生产的热水作为介质向一次热网输送热量，然后通过二次热网将热量输送给热用户的系统。
随着城市建设的环保意识的加强，大热源的集中供热系统已经逐步代替了小热源的直供系统；供热面积动辄数百万平方米，而且还有继续加大的趋势；热网的加大导致投资增大和突出了热网管理的问题。
传统的集中供暖的一网系统，采用供回水双管系统，依靠首站的循环泵提供的供回水压差，依靠压头和温度调节阀来实现换热器的换热，然后通过换热站的二次循环热水将热能带到千家万户中去。由于换热站距离首站的距离差别很大，这就造成了近端的换热站水力和热力过剩，远端的换热站由于受到前段换热站的水力和热力过剩消耗，以及一网管道的沿程阻力，远端的水力和热力就无法满足需求。如此就会继续增大首站循环泵的功率。如此反复，就出现了恶性循环，也就是水力热力失调。这不仅增加了运行成本，并使供热企业在承受社会投诉的巨大压力的同时，还要不计成本地通过加大热源投入解决过冷带来的巨大的经济压力。一次外网热力平衡调节工作量越来越大，越来越不容易，而且也无法根本使管网的热力失调得到彻底改善。
现有的双管系统，靠近热力首站的用户可用水压动力大，热量过盛，由于管路的压力损失在外网管路的末端换热站用户可用的水压动力小，热量不足，存在严重的热力失调问题。
发明内容
本发明为了克服传统双管热网系统的以上弊病，特提出一种单双管同程分布式热网系统。它的外网敷设单双管形式，换热站采用分布式变频智能换热站，整个系统进行横向调节，能够有效的解决一网热力失调、节约系统的投资成本和运行成本。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种单双管同程分布式热网系统，包括热网首站系统1和监控系统及数据中心7，其特征在于：热网首站系统1的热引出供水管3，供水管3末端用第一堵头3-1封住；回水管2由热网首站系统1的冷引进后分为两条支路，分为第一回水管支路2-1和第二回水管支路2-3，在末端用分别用第二堵头2-2和第三堵头2-4封住；
供水管3的前段、第一回水管支路2-1和第一换热站组4组成第一个双管系统；第一换热站组4的每个第一换热站进、出管都和供水管3连接，每个第一换热站的出管上都串联有第一取水泵4-1，并在出管上还引出有第一水流电动调节阀4-2，第一水流电动调节阀4-2通过管路和第一回水管支路2-1连接；
供水管3的中段和第二换热站组5组成单管系统；第二换热站组5的每个第二换热站的进、出管都和供水管3的中段连接，第二换热站的出管上串联有第二取水泵5-1；
供水管3的末段、 第二回水管支路2-3和第三换热站组6组成第二个双管系统；第三换热站组6的每个第三换热站的进管连接在供水管3的末段上，每个第三换热站的出管连接在第二回水管支路2-3上；其中第三换热站的出管上串联有第二水流电动调节阀6-2， 第三换热站的出管和进管之间还连接有第三取水泵 6-1；
热网首站系统1、第一换热站组4、第二换热站组5，和第三换热站组6都连接至监控系统及数据中心7，形成单双管同程分布式热网系统。
进一步的改进在于：热网首站系统1的冷引进回水管2上设有首站循环泵1-1。
进一步的改进在于：管网系统中的供水管3敷设采用同程管，第一回水管支路2-1的流量为供水管3总流量的四分之一，第二回水管支路2-3的流量为供水管3总流量的四分之三。
有益效果：
本发明相比有以下优点：
管网投资：比传统双管系统节约50%的建设投资；
首站电能消耗：比传统双管系统节约50%；
热能消耗：比传统双管系统节约50%；
运行效果：大大降低热力失调问题，运行效果高于双管系统；
运行维护：管路的简化降低了维护费用和难度。
这种单双管同程分布式智能热网系统在建设投资、运行费用、维护费等均有明显优于传统的间接供热方式和混水直供供热系统。
附图说明
图1是本发明热网系统流程示意图。
图中1是热网首站系统， 1-1是首站循环泵， 2-1第一回水管支路，2-2是第二末端堵头， 2-3是第二回水管支路， 2-4是第三末端堵头， 3是供水管，3-1是第一末端堵头， 4是第一换热站组， 4-1是第一取水泵， 4-2是第一水流电动调节阀， 5是第二换热站组， 5-1是第二取水泵， 6 是第三换热站组， 6-1是第三取水泵， 6-2是第二水流电动调节阀， 7是监控系统及数据中心。
具体实施方式
本发明如图1所示。
一种单双管同程分布式热网系统，包括热网首站系统1和监控系统及数据中心7，热网首站系统1的热引出供水管3，供水管3末端用第一堵头3-1封住；回水管2由热网首站系统1的冷引进后分为两条支路，分为第一回水管支路2-1和第二回水管支路2-3，在末端用分别用第二堵头2-2和第三堵头2-4封住。
供水管3分为前段、中段、和末段。
供水管3的前段、第一回水管支路2-1和第一换热站组4组成第一个双管系统；第一换热站组的每个第一换热站进、出管都和供水管3连接，每个第一换热站的出管上都串联有第一取水泵4-1，并在出管上还引出有第一水流电动调节阀4-2，第一水流电动调节阀4-2通过管路和第一回水管支路2-1连接。
供水管3的中段和第二换热站组5组成单管系统；第二换热站组5的每个第二换热站的进、出管都和供水管3的中段连接，第二换热站的出管上串联有第二取水泵5-1。
供水管3的末段、 第二回水管支路2-3和第三换热站组6组成第二个双管系统；第三换热站组6的每个第三换热站的进管连接在供水管3的末段上，每个第三换热站的出管连接在第二回水管支路2-3上；其中第三换热站的出管上串联有第二水流电动调节阀6-2， 第三换热站的出管和进管之间还连接有第三取水泵 6-1。
热网首站系统1、第一换热站组4、第二换热站组5，和第三换热站组6都连接至监控系统及数据中心7，形成单双管同程分布式热网系统。
热网首站系统1的冷引进回水管2上设有首站循环泵1-1。
管网系统中的供水管3敷设采用同程管，第一回水管支路2-1管径的流量只需满足供水管3总流量的四分之一即可，第二回水管支路2-3管径的流量只需满足供水管3总流量的四分之三。
所述的工作原理如下:
本单双管同程分布式热网系统中的一次管网是由单管和双管科学有效结合的循环管路，它从热网首站系统1的热引出一根供水管3，末端用第一堵头3-1封住，回水管2由热网首站系统1的冷引进后分为两条支路，在末端用分别用第二堵头2-2和第三堵头2-4封住。
在热网首站系统1的推动下，外网循环水从热网首站系统1加热出去后，将之送至外网供水管。
一网循环水经过第一个双管系统时，第一换热站根据各自的热负荷用第一取水泵4-1抽取供水管3中的高温热水进行热交换，将交换后的低温水通过第一水流电动调节阀4-2，一部分送至供水管3，一部分送至第一回水管支路2-1，这样就保证了外网供水管中的热水的温度和流量能够满足后端换热站的需求工况。
接着外网供水管中的水流至单管系统中，第二换热站根据各自的热负荷用换热中的第二取水泵5-1抽取高温热水进行热交换，然后将交换后的低温热水送水供水管3中，供水管3的中的流量和流速都没有损失，但是水温降低了。
再接着供水管3的水送至末端的第二个双管系统，第三换热站采用大流量小温差，利用第三取水泵6-1抽取热水进行热量调节，第二水流电动调节阀6-2，进行流量调节，最终将供水管3中的水全部送至第二回水管支路2-3中，这样就满足了第三换热站热负荷要求和循环水流量的调节，第三换热站同时也起到了对外网水进行循环加压的作用。
整个系统运行过程中，首站循环泵1-1只需克服热网首站系统1内部阻力和管道的沿程阻力。
使用时按照流程对系统进行设计和施工、安装就位。建立监控系统及数据中心7，保持数据链路畅通；利用热网首站系统1首站给管道补水，所有换热站保持停机状态，打开第三换热站的第二水流电动调节阀6-2。
待一次管道补水完毕，开启首站循环泵1-1和第三换热站中的第三取水泵6-1，使一次循环水稳定循环。
然后通过热网首站系统1缓慢一次循环水缓慢加热，各个换热站开启进行冷运行；随着一次循环水的温度缓慢提高，逐渐提高各个换热站的热量需求设置。等到一次循环水的温度压力等参数到达运行设计要求，各个换热站按照设计的要求投入全自动化运行，各司其职，各取所需，如此就形成了一个单双管同程分布式热网系统。
其中热网首站系统1为汽水换热系统、热力管网系统的介质为高温热水，热力管网的敷设形式为单双管想结合的同程系统；换热站系统为分布式变频智能换热系统。

Claims (3)

1.一种单双管同程分布式热网系统，包括热网首站系统（1）和监控系统及数据中心（7），其特征在于：热网首站系统（1）的热引出供水管（3），供水管（3）末端用第一堵头（3-1）封住；回水管（2）由热网首站系统（1）的冷引进后分为两条支路，分为第一回水管支路（2-1）和第二回水管支路（2-3），在末端用分别用第二堵头（2-2）和第三堵头（2-4）封住；
供水管（3）的前段、第一回水管支路（2-1）和第一换热站组（4）组成第一个双管系统；第一换热站组（4）的每个第一换热站进、出管都和供水管（3）连接，每个第一换热站的出管上都串联有第一取水泵（4-1），并在出管上还引出有第一水流电动调节阀（4-2），第一水流电动调节阀（4-2）通过管路和第一回水管支路（2-1）连接；
供水管（3）的中段和第二换热站组（5）组成单管系统；第二换热站组（5）的每个第二换热站的进、出管都和供水管（3）的中段连接，第二换热站的出管上串联有第二取水泵（5-1）；
供水管（3）的末段、 第二回水管支路（2-3）和第三换热站组（6）组成第二个双管系统；第三换热站组（6）的每个第三换热站的进管连接在供水管（3）的末段上，每个第三换热站的出管连接在第二回水管支路（2-3）上；其中第三换热站的出管上串联有第二水流电动调节阀（6-2）， 第三换热站的出管和进管之间还连接有第三取水泵（6-1）；
热网首站系统（1）、第一换热站组（4）、第二换热站组（5），和第三换热站组（6）都连接至监控系统及数据中心（7），形成单双管同程分布式热网系统。
2.根据权利要求1所述的一种单双管同程分布式热网系统，其特征在于：热网首站系统（1）的冷引进回水管（2）上设有首站循环泵（1-1）。
3.根据权利要求1所述的一种单双管同程分布式热网系统，其特征在于：管网系统中的供水管（3）敷设采用同程管，第一回水管支路（2-1）的流量为供水管（3）总流量的四分之一，第二回水管支路（2-3）的流量为供水管（3）总流量的四分之三。
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