摘要 組合了一次網二級泵(bèng)和混水供二次網的二種供熱方式(shì)，不用換熱設備(bèi)。是目前能耗最(zuì)少、投資最省、占地最小、管理最便、************的二次供熱系統，可能就是二次供熱方式的 “ 終極(jí) ” 産物。關鍵在于能否嚴格控(kòng)制失(shī)水。

關鍵詞 二(èr)級泵 混水循環泵(bèng)機組 循環水平衡 失水

1 現狀
    在(zài)全國(guó)供熱行業中多數單位都(dōu)采用熱水(shuǐ)鍋爐提供熱源的間接式水循(xún)環供熱系統。多年來(lái)廣(guǎng)大專家和業内、外(wài)精(jīng)英們對此在理(lǐ)論和實(shí)踐上作出了不懈的努力和奮鬥(dòu)，新技術(shù)、新裝(zhuāng)備等不斷推廣應(yīng)用，使這一系統的(de)綜合技術水平和經濟效益獲得(dé)較好較快的提升。又在(zài)這基礎上與時俱進，不斷技術創新，在近二年來推(tuī)出了一次網二級泵（接力泵）循環系統并一舉成功，取得很好的效果和(hé)效益，得到了業内的充分認可和進一(yī)步的擴大推廣，而且對此的相關(guān)技術、設備以及二(èr)級泵分布變頻自控調節等已日趨完善、成熟，比傳統一次泵系統前進了一大步。但是在二次站還需應用換熱設備，所(suǒ)以一次水和二次水系(xì)統還存在換熱設(shè)備的阻力損失(shī)和熱(rè)損失，可說還美中不足。自八十年代起至今就有些供熱單位采取了一次水和(hé)二次循(xún)環(huán)水正壓混合供二次網的所謂混水供熱系統。雖然不用換熱設備，減(jiǎn)少了這二種水循環的(de)局部阻力和提高了一次水熱源的利用效率，從而降低了電和煤耗(hào)。但仍使用大中型高揚程(chéng)大功率的一次網熱源循(xún)環水泵，存在前後工程配置與運行中互相矛盾等的老問題不說，一次(cì)熱源水在各熱力站的定(dìng)量分(fèn)配仍像傳統系統中由掐閥門一類手段來調節，一是前後左右難以調得均勻，二是掐閥門人爲增加(jiā)了局部阻力，也就是(shì)增加了水泵無效電耗。從(cóng)以上分析可知現有的一次網二級泵系統和混水供熱系統二者都各具優勢，但是還尚存不足或弊端。在此情形之下，很自然地思考一個問題，爲什麽不能對這二者揚長避短，把二(èr)者的優勢組合起來(lái)？在這一思路驅(qū)動下，這二年來對現有的這二種新系統進行了認真分析(xī)研究，并分别建議有關用(yòng)戶進行(háng)了實施，都比原有傳統系統提(tí)高和改善了供(gòng)熱效果，同時節能降低了運行成本。在此(cǐ)基礎上，本文提出了二者優勢合而(ér)爲一的《一(yī)次網混水供(gòng)二次網(wǎng)的二級泵供熱系統》，（見圖一）供(gòng)大家讨論。

2 本文系統介紹

2.1 本文(wén)系統的一次網二級接力泵的流程和形(xíng)式與(yǔ)現有一次網二級泵系統基本相同，也就是在鍋爐房中的一次水一級泵隻(zhī)負責内網的一次水的加熱循環，這一(yī)加熱水循環的起點(diǎn)和(hé)終點隻到鍋爐房内或外部某個(gè)合适處的一次供回水幹管(guǎn)之間連通管的兩端連通點。而(ér)一(yī)次水的二級接力泵現有二級泵系統是裝置在各熱力站熱交換器的(de)一次水進口或出(chū)口進(jìn)行接力循(xún)環，但本系統由于在各熱力站采(cǎi)取混水(shuǐ)供而不用熱交換器，所以這一次(cì)水的二級接力泵的吸入管是連接(jiē)在各熱力站中二次網(wǎng)混水(shuǐ)循環水泵吸水母管上。這一不(bú)同點明顯優點是：由于不用換熱設備就省去了 8 ～ 10m 的阻力損失。顯然這二級接力泵的(de)揚程可比現有單純二級泵減小 8 ～ 10m ，就可以降低(dī)一個水泵電機檔次或變頻調(diào)節潛力更大(dà)。僅這二級(jí)泵單項(xiàng)可再(zài)節電約(yuē) 20% 以上。

2.2 本文系統(tǒng)的混(hùn)水供，從名稱上看似(sì)乎(hū)與現有在運行的或以往相關資料中推薦的一樣，而實質上和循環(huán)流程結構等完全(quán)不一樣。而是采取(qǔ)無極可調至趨向零壓力的一次熱(rè)源水進入二次網(wǎng)混水循環泵的吸(xī)入支管中與同時(shí)進入的二次網回(huí)水(shuǐ)進行負壓(yā)端混合，通過這二次網混水循環(huán)泵将混水全開(kāi)放地送(sòng)入二次網，不需掐調出口閥門，保證了最小(xiǎo)阻力狀态，如二次網對擇(zé)取混水熱量有(yǒu)變化時，可變頻調節二級回水接力泵的工況回水(shuǐ)量(liàng) Q4( 見圖三 ) ，就會相應改變(biàn)一次熱源水的吸入量 Q1 ，始終可保持 Q4=Q1 ，達到一次水供回循環水平衡。既滿足(zú)了熱用戶的需要(yào)又獲得了******節能(néng)效果。這是現有在運行的和資(zī)料中介紹的混水供系統(tǒng)都做(zuò)不到的。如現(xiàn)有在運(yùn)行的混水(shuǐ)供系統雖然也不用換熱設備等減小(xiǎo)了二次網局部(bù)阻力 10 ～ 12m 似(sì)乎相同，但(dàn)由于調節混水比(bǐ)采取掐閥門手段(duàn)，勢必造成水泵(bèng)的壓頭損失，使得不用換熱設備省下的 10 ～ 12m 阻力大打折扣。現有相關資料中介紹的混水供系統，經客觀分析和研(yán)究，明顯可見還存在大量的水泵無(wú)效電耗。因此本(běn)文推薦的混水供系統至少可(kě)比以上現有的二種混(hùn)水供系統可再節(jiē)電約 30% 。

3 分析(xī)對(duì)比

3.1 與現有一次網二級泵系(xì)統比，一次水一級泵的設置形式和調(diào)節方法(fǎ)是完全一緻的。而二級(jí)泵的配置揚程還可低 8 ～ 10m 可降一個電機檔次，另(lìng)二次網混水循環泵可(kě)低 10 ～ 15m 揚程，降低近 2 個電機檔次。憑這二(èr)項明顯可比現有單純二級泵(bèng)系統在已節電的基(jī)礎上再節省用電 25% 以(yǐ)上。

3.2 由于本系統二次(cì)網中沒有換熱(rè)設備，就可比現有單純二(èr)級泵系統至少減少(shǎo) 10% 的熱損失(shī)，簡單地可說成(chéng)至少省 10% 以上的煤或其它能源。又因多數單位的熱交換器在實際運(yùn)行過程(chéng)中堵塞狀況(kuàng)較普遍(biàn)，嚴重降低了熱交換(huàn)效率和大大(dà)增加了局部阻力，也等于影響了二種循環(huán)水泵(bèng)的性能和出力，随之帶來的是降低了供(gòng)熱質量。如果(guǒ)将這一塊間接的影響及損失算進(jìn)去，那豈止是省 10% 以上煤的一種數據(jù)？

3.3 由于現有在用的混水供系統采(cǎi)取高壓一次水掐閥門調節混水比，一是(shì)增加了水泵無(wú)效電耗，二是很不易(yì)調節合适的混(hùn)水比和各熱站的一(yī)次(cì)水分配。就必然存在前(qián)後差異(yì)和局部(bù)不熱老問題，所(suǒ)以爲了解決(jué)此均勻問題至少多消耗(hào)一次熱源水 5 ～ 10% ，等于多耗(hào)了同等量的煤和電(diàn)。尤其鍋爐房或首站中，仍采(cǎi)用高揚程大(dà)功率熱(rè)源循環水泵，其水泵無效電耗高、噪聲大，工程前期面(miàn)積不到位時用不了，而今(jīn)後如(rú)增擴些面積就不夠用，又必須(xū)換成更大的泵。所以(yǐ)說現有在(zài)用的(de)混水供系(xì)統還是沒有擺(bǎi)脫解決這一公認的、曆來困惑(huò)着廣大業内人(rén)士的(de)傳統頭痛問題。另外現有相關資料中推出的混水供方案，經理論分析發現(xiàn)，其所設計的加壓混水泵産生的無效電耗大的驚人，至少比(bǐ)本文混水供系統多用電約 30% 不說，混水比也和現有在用的混水供(gòng)系統一樣(yàng)不易調節，故浪(làng)費熱(rè)源多耗煤(méi)的狀況同樣存在。故本文作者認爲完全沒有工程實際應用的可行性。以下針對現(xiàn)有的新系統和傳統老系統歸納列表估算對比(bǐ)：

表一(yī)

4 可行(háng)性及相關技術要求

4.1 由于當前(qián)一次水二(èr)級泵分(fèn)布變頻調節系統(tǒng)在近二年在多個(gè)單位獲得成功，不用換熱設備(bèi)的大面積混水供二次網系統也在好幾個單位上馬(mǎ)并運行良好。現今這(zhè)二種供熱行業的節能新系統都各具節電等優點和不(bú)足，現在如何将(jiāng)這二種現有新(xīn)系統的優點融合爲一(yī)體(tǐ)就是本文的宗旨。但是據一般的信息反映本文新(xīn)系統還無前人真正(zhèng)實施過，因此自然會有一串又一(yī)串的疑問和擔憂(yōu)，想必也很正常。其實要解釋這(zhè)一串串的質疑和擔(dān)憂(yōu)很簡單，隻要說現(xiàn)有二級泵和較大面積混水供(gòng)系統存在的疑問和擔(dān)憂的實質問題是一樣的，無非主要是(shì)失水和水質處(chù)理問題(tí)。既然它們二個已(yǐ)成功可行(háng)了，不就是間接地證明了本文系統完全應該具備等同的可行性嗎？

4.2 本文系統由(yóu)于(yú)普遍用戶散熱器的耐壓标準大都在 1.0Mpa 級以下，所以隻适合(hé)供 20 層以下的樓宇(yǔ)。若在所(suǒ)供區域内(nèi)有 20 層(céng)以上的高層(céng)，其熱力(lì)站内就必須按常規(guī)使用換熱設備，按本文系統（圖二）一次網混水與間接組(zǔ)合供(gòng)二次網的二級泵(bèng)供熱系統示意圖(tú)的基(jī)本方法去實施。隻是二次網串入換熱器後将增加 10 ～ 12m 局阻，所以相應個别(bié)處理這二次網循環水(shuǐ)泵的揚程即可。

4.3 本文系統(tǒng)所供面積内用戶(hù)的散熱器都必須采用(yòng) 1.0Mpa 耐壓級的。地(dì)闆供熱不(bú)受此設定，但對其耐壓(yā)試驗壓力也需大(dà)于等于 1.0Mpa 。

4.4 能否采納本(běn)系統的首要關鍵(jiàn)是必須杜絕一次和二次網的跑冒滲漏和人爲失水問(wèn)題。系統總失水量最好有效(xiào)地控(kòng)制在 0.1% 以内。

4.5 在供熱行業中(zhōng)無論采用哪種循環水系統(tǒng)，失(shī)水問題都是大忌不(bú)允許的，但是恰恰很多單位客(kè)觀存在，有的甚至還較嚴重。不過而不能因爲客觀存在就認爲是天經地義來因噎廢食，那(nà)一切技術創新節能新事物都将成爲可望不可及的擺設。爲此個人(rén)認爲必須針對各(gè)單位不同的實際狀(zhuàng)況作出調查和分析，失水(shuǐ)問題到(dào)底(dǐ)出在哪一環節(jiē)，認真切實有效地采取杜絕措施。無論什麽供熱系統(tǒng)如果連這個(gè)問題(tí)也解決不好，那節能和供熱質量完全是一句空話。

4.6 本文系統更适合新(xīn)建或準備新建的供熱網，新建小區二次網是更不應該再存在老(lǎo)小區這些傳統失水老(lǎo)問題了。所以考慮到在整個供熱網(wǎng)中若還有(yǒu)一時解決不好失水問題的老區(qū)域，可以因地制宜地(dì)根據各單位的具體情況，按（圖二）做成有換熱器組(zǔ)合供二次(cì)網的二級泵供熱系統。也就是若失水能(néng)控制在 0.15% 以内(nèi)的二(èr)次(cì)網按（圖一）做，暫時若還達不到(dào)此條件的二次網按（圖二）做。靈活機動，一切存在的現實疑慮和問題(tí)都能迎刃而解。

4.7 本文系(xì)統原則上隻在鍋爐房中的一次水回水幹管上設置一個補(bǔ)水定壓泵點，水處理的(de)水質要(yào)求(qiú)與原有傳統系統要求相同。若供熱網面積(jī)特别大，熱力站很多，則按實情按需在區域中(zhōng)某一個或幾個熱力站中增(zēng)添區域性補水定壓點。

4.8 建議一次網和二次網水泵吸水母管上的除污器，最好(hǎo)應用一種立式(shì)旋轉恒定阻力損失在 1.2m 以内又能自動或手動排污的新式除污器。而現有傳統的老除污器(qì)問題很大。一是影響水的(de)清(qīng)潔度，二是(shì)不能保證恒定阻力損(sǔn)失，在(zài)使用季節中堵塞程度不(bú)一(yī)，嚴(yán)重影響循環水(shuǐ)泵性能和出力。廣泛的實踐反複證實除(chú)污器貌似很簡單，但恰恰是保障水循環(huán)穩定可靠的至關重(zhòng)要的設備。

4.9 關于本文系統一次和二次網(wǎng)的一般自控調節和(hé)電腦自控聯動系統不在本文讨論之(zhī)中，由用戶按實情和條(tiáo)件自行選擇。

4.10 本文系(xì)統的一次和二次網的管(guǎn)道經濟流速的設計(jì)和一次與二次網水量和熱(rè)量的配置以及水、熱平衡設計都按先進合理的标準規範實施即與(yǔ)現有傳統供熱網并(bìng)無本質區别，故也不屬(shǔ)本文讨(tǎo)論内容。

5 模拟供 10 萬 M2 二次網和(hé)二(èr)次網混水循環泵機組

5.1 模拟 10 萬 M2 混水供二次網（圖三(sān)），一次熱源水 Q1 ，二次回水 Q2 ，二(èr)次網(wǎng)混水循環泵出水(shuǐ)定工況流量 Q3 ，一次回水(shuǐ)接力泵 ( 二級泵 ) 定工況流量 Q4 ，其(qí)中 Q1+ Q2= Q3 ， Q3 － Q2= Q4 ，所(suǒ)以 Q4=Q1 ，因(yīn)此調節一次(cì)熱源水的吸入量 Q1 隻要調節一次回水接力泵 ( 二級泵(bèng) ) 的抽出回水量(liàng) Q4 ，就會自動水平衡。

5.2 二(èr)次網混水循環泵機組 ( 圖四 ) 由插入(rù)混水(shuǐ)泵吸水支管中的彎(wān)頭朝該混水泵的吸(xī)口方向，插(chā)入的彎頭緊靠吸水支管上方頂部管壁(bì)爲好。主要考慮吸水支(zhī)管中(zhōng)通過的二次(cì)回水的速度 V≤ 2m/s ，插入多了就會減小過流面(miàn)積增加流速和阻力。因此插入(rù)的一次水管徑和插(chā)入多少以及水泵吸(xī)水支管内(nèi)徑互相之間都應有合理的配置，本文對此不(bú)作深入介紹。

5.3 設定二次水單耗 4kg /M2 ，供二次網 10 萬 M2 爲 400m3 /h 。這一循環水量也是應地制宜的，用戶可根據各二次網的實(shí)情相機設定選擇。在這 400m3 /h 的二次網供水量中，一次熱(rè)源水量的混入比例是按單位平均受熱量的需求和一次熱源水溫度高低而設定最高值的，現模拟比例爲 1 ： 3 ，但實際運行可按需變頻無極調節的。

5.4 在二次網的(de)回水母管上裝有(yǒu) 2 台不同功能的水泵，其一爲一次網回水接力泵 ( 二(èr)級(jí)泵 ) ，其二爲二次網混水循環泵。二級泵送回(huí)一次網的定工況水量 Q4 等于被(bèi)吸入二次網(wǎng)混水循環泵的一(yī)次熱源(yuán)水量 Q1 ，二次網(wǎng)的循環水(shuǐ)量 Q3 被二(èr)級泵抽送走 Q4 後等(děng)于 Q2 ，又(yòu) Q1 與 Q2 混合後等(děng)于 Q3 。就這樣周而複始地(dì)循環，自動達到水平衡。

5.5 這一次網回水接力泵（二級泵）由變頻手動或自控調節，一是(shì)爲了随二級泵抽送(sòng)出水量 Q4 的變化來決定滿足一次(cì)熱源水量 Q1 的需求，二是爲了二級泵的揚(yáng)程（壓力）控制到恰到好處(chù)，使得(dé)一次熱源水到達插入二次網混水循環泵吸入支管中的彎頭出口界面上的餘壓頭幾(jǐ)乎等于零。

5.6 在失水量控制在 0.15% 以内(nèi)的二次網區域中，原則在(zài)各熱力站内不設補水泵點，如果有必需則可幾個二次站區域性(xìng)的設置一(yī)個(gè)補(bǔ)水定壓泵點，總之按(àn)需而定。

5.7 二次網混水循環(huán)泵機組可(kě)按（圖四）的結(jié)構形式除水泵外自行配置接管，也可按(àn)圖的要求向專業廠訂購圖四機組。

6 結束語
    由于本文(wén)讨論的新系統，目前看(kàn)畢(bì)竟還是初步設想，盡管這一設想也是建立在現有二級泵和(hé)混水供二種系(xì)統已成功基(jī)礎上的，僅把這二者的優點實施了組合(hé)，具備同等的可行性。但歸根結底還是個節(jiē)能降(jiàng)耗的新生事物，勢必還需與廣大業内技術精英們(men)通力合作，進一步深化探索(suǒ)研(yán)究和實踐。所以本文的推(tuī)出，意在抛磚引玉，懇請大家一起提高理論(lùn)研究，共同(tóng)實踐出成果(guǒ)出效益，爲我們(men)的行業(yè)錦上添花。又由于本文作者水平所限，難免有不妥之處，企(qǐ)盼大家予以嚴格修正。