供暖系统常见问题

供暖系统运行中的常见问题分析

摘 要：我国集中供热事业发展，特别是近年来城市集中供热发展较快，但在实际运行中也存在很多的问题，根据调研及近二十年的设计和运行管理经验，就我国目前供暖系统普遍存在的共性问题，如水力失调、系统积气、系统失水以及系统压力不稳定等做了简要分析，提出了解决方案，并列举了供暖系统改造的工程实例。

关键词：供暖系统 水力失调 压力波动

1、问题的提出

供热工程是利用热媒（如水、蒸汽或其它介质）将热能从热源输送到各热用户的工程技术。通常的供暖系统由热源、热网、热用户的三部分组成，其能否正常运行主要取决于系统设计、施工、运行管理水平等三个方面，并且这三个方面相互影响、相互制约，其中的任何一个环节出现问题都会影响到整个系统的正常运行，使供暖的质量无法满足用户的要求。根据调研，我国目前的供暖系统在设计、施工、运行管理等方面均不同程度的存在着问题，主要表现为系统冷热不均、失调严重、运行中的水、煤、电等的能耗严重，运行故障时有发生，严重的威胁着热网的正常运行，供热质量难以保证。

一个供暖系统若按规范进行设计施工,其正常运行是有保障的。但是，我国的采暖系统大部分都不是很合理，集中表现为热负荷选取过大，造成设备选型过大，输送设备大，备用率高，经济效益差。在实际工程中还常常出现这样的情况，供热系统若按规范和节能标准设计，由于施工和运行管理中的种种问题，使得系统往往满足不了热用户的需求，造成设计者不能按常规的设计理论进行设计，出现了节能建筑不节能的尴尬局面,即建筑的墙体是节能墙体，而供暖系统未能按节能标准设计。尤其在改扩建工程中表现得尤为突出，设计者必须按原有的老建筑的供暖设计负荷进行设计，否则将造成系统的不平衡；在对原有系统的运行状况缺乏了解，或根本无从了解时，设计者只能利用大负荷进行弥补。久而久之，不合理反而变得合理，为人们所接受。就我国的供暖现状而言，采取何种措施，在保证供暖质量的同时，尽可能的减少浪费，提高现有供热系统的效率是工程设计和运行管理人员所面临的一个重大课题。

2、存在的问题及对策

21水力失调

供热系统各立管之间、各层之间存在水力不平衡，由于管道系列规格的限制，设计一般是无法使之完全平衡，各环路的自然压头差别影响到它们的不平衡程度。

212系统水力失调的处理办法

解决供热系统水力失调问题主要在于改善二次水系统和户内系统，以改善小区内建筑物之间和建筑物内部房屋冷热不均的状况，并通过运行调节实现按用户热负荷分配流量，即“按需分配”使每个用户室温达到一致且满足要求。

（a）水平失调的处理方法

1）在每个用户引入口安装调节性能较好的调节阀,于系统正式运行前进行初调节。

2）在热用户引入口安装自立式压差调节阀、流量调节阀或自立式平衡阀，对其初调节并锁定，可以有效的解决小区内建筑物之间冷热不均的问题。

3）有条件的设置热源和热网的微机监控系统，对系统进行有效的监视、调整和控制，可实行最优化的运行调节和控制。

（b）垂直失调的处理方法

1）在供热系统立管和散热器入口支管上设置调节性能好的阀门，并对系统进行初调节，投资少，国内应用较多。

2）在供热系统立管设置平衡阀平衡各立管之间的流量，散热器入口支管上设置温控阀控制室内温度，能够有效地解决建筑物内部房屋冷热不均的问题，不仅节约能源，还为计量收费，用户自由调节室温打下了基础。

22系统积气

221系统积气的主要原因

（a）系统积气的主要原因有两个：

热水中溶解的气体在系统的低速低压部位自动析出，积存在散热器内或系统的局部高点，补水量越大析出的气体可能就越多，影响管道内热媒的流动和散热效果。

（b）系统倒空，即室内系统的局部形成真空，使大量的气体进入系统。对失水量比较大的采暖系统，若系统丢水后不能及时补水，倒空则不可避免。

222系统积气的处理方法

减少系统的跑、冒、滴、漏，控制系统丢水，从而减少了系统的补水，把系统的补水率控制在2％以下，可有效减少溶解在补水中的气体析出。如某系统的补水率通常在10％～15％，系统总有排不完的气体，当补水量降下来以后，积气量明显减少。

在系统运行中,如果系统丢水应及时补水，目前常用的定压方式有以下几种：膨胀水箱定压、定压罐定压、间歇补水定压、连续补水定压和变频调速补水定压方式。

采用膨胀水箱定压易加重系统腐蚀，膨胀水箱必须安装在系统最高处，很不方便，在实际运行中往往由于压力表精度、人为的观测误差等因素容易造成系统倒空、进气，空气被循环水带到系统之中在压力大的部位溶解在水中，在压力小的部位析出，增加了积气。同时热媒中的气体过多加剧了热源、管道、散热器的氧化腐蚀，缩短了设备的使用寿命。系统中的积气需要及时排出，增加了运行管理人员的工作量，否则系统不但不能正常运行，还可能出现冻裂管道和散热器的事故。

定压罐体积大占地大，每隔一段时间要充一次气，充气工作非常繁琐。

间歇补水定压是根据系统的压力变化控制其补水，即系统压力低于某值时补水泵启动，高于某值时补水泵关闭。这种方式比较节能，但是系统压力波动大，运行不稳定。

连续补水定压和变频调速补水定压效果都很好。实践证明，利用变频调速技术补水定压比连续补水定压在电能消耗上要节省很多。相比较而言，供热系统宜采用变频调速补水定压方式。不仅压力稳定，节约电耗，又可以减少频繁启动对设备的损耗，延长设备的使用寿命，最重要的是克服了膨胀水箱定压的缺点，减少供暖系统积气的产生。

供热系统进气也是值得注意的，在实践中我们曾遇到由于除污器未及时清洗，其阻力变大，在循环泵的吸入口形成负压，在水泵盘根及其封闭不严处进气，这是一个比较容易忽略的一个问题。克服方法：在循环泵的吸入口加压力表，随时监视系统的压力变化，定期清洗除污器，并注意除污器的安装方向要正确，不要装反。

23系统压力波动

231系统压力波动的原因

对于膨胀水箱定压方式的供暖系统经常出现压力波动。一般情况，如系统定压正常，压力低系统则缺水；压力高系统则散热器有可能超压爆裂。目前，大部分供暖系统所用补水泵的补水量都大于实际需要的补水量，采用的是大流量、高扬程的补水泵。当系统补水时，补水迅速进入，系统一旦充满则补水通过膨胀管进入膨胀水箱，而膨胀水箱的管径一般较小，阻力较大，使补水泵的压力全部作用于系统，造成系统超压，而补水泵停止工作时作用在系统上的压力减小，形成压力波动。系统的形式如图1所示。

如图1 膨胀水箱定压系统示意图

232处理方法

上述原因发生的压力波动可通过更换与系统相匹配的补水泵和压力控制器自动控制补水来解决。如利用补水泵与电磁阀相配和，利用补水泵既实现了系统的压力稳定，又实现了系统的连续补水。补水泵定压系统与膨胀水箱定压系统相比较，补水泵定压系统增加了一个电磁阀，系统形式也由开式循环变为闭式循环，供热系统实现了自动化，减少了操作人员的工作量。

如图2 补水泵定压系统示意图

在实际运行中，还有一些情况产生压力波动，我们遇到过补水泵出口逆止阀不严密的情况，有时是因为阀体内进入杂质，有时因为阀体本身质量问题，以上原因产生系统补水回坐至软水箱内，甚至混合了二次网水，从而造成压力不稳。另外还遇到换热器片损坏一二次网串水的问题，运行人员发现二次网侧压力升高，停止循环水泵运行后压力仍然很高，经现场观察发现二次网侧压力与一次网侧压力接近，分析认为一二次网串水，经检查的确是由于换热器片发生多处点蚀，有些地方穿孔造成一二次网水互串。

3、结论

由此可见，针对供暖系统存在的问题认真分析，找出系统存在的问题，采取相应的处理办法。通过技术改造，提高供热的技术及管理水平，实行量化管理是提高供热质量，节约能源的有效手段。

一、变频恒压供水设备产品简介:

ZBH型变频恒压供水设备是采用先进的变频调速器，具有系统压力稳定的功能。信号通过系统管道上的压力传感器，把信号P传给微电脑控制器并与设定值P0进行比较，用比较结果P作为调节参量来改变变频器输出频率f。因为水泵的转速n及出口压力P均与频率f成正比。所以，当P＜P0时，频率f上升，水泵转速加快，P上升；当P＞P0时，频率f下降，水泵转速n变慢，P下降，这样，就使系统压力P始终逼近设定压力P0。当系统水受热膨胀后，导致压力高于所设定的上限报警压力值时，系统压力控制器自动打开泄压阀泄水降压，当压力恢复到正常值时，泄压阀自动关闭，停止泄水降压。

二、变频恒压供水设备产品特点

1具有超压、欠压、过载、短路、断相、低液位等功能。

2调节精度高，一般可达到001MPa，系统压力始终维持在设定值不变。

3操作简单方便，具有故障自动存储、故障显示。压力可从键盘直接设定。

4具有高效节能的优点，如与气压罐配套使用，效果更佳，节能率为20%～50%。

5双泵定时切换功能。一用一备控制。

6结构紧凑，占地面积小，维护方便。

变频恒压供水设备适用范围

1适用工业与民用锅炉循环系统的定压补水装置。

2适用热水采暖系统的定压补水装置及热水循环系统。

3适用地热采暖系统，水原热泵等。

4旧有的锅炉自动稳压膨胀装置（气压罐等）的改造。

5旧有的热水采暖自动稳压膨胀装置（气压罐、膨胀水箱等）的改造。

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供水减压阀：

供水减压阀是一种降低给水管道中水压的阀门，其原理是通过水压的变化或增强局部水头损失以达到减压的目的。具体动作程序是通过启闭件的节流将进口压力稳定至某一个需要的出口压力，并能在进口压力及流量变化时利用介质本身能量保持出口压力基本不变。

供水系统中常用的减压孔板只能减动压，不能减静压；而给水减压阀既可以减动压，也可以减静压。给水减压阀可以简化给水系统，防止系统超压，避免水击，保护用水设备，节约用水。

目前，给水减压阀已广泛应用于各类分区给水系统中，尤其适用于高层建筑的生活及消防给水系统中。

优点：

(1)简化系统。

在各类分区给水系统中，尤其是高层建筑的生活及消防给水系统中，由于材料、用水设备对水压的要求，需进行分区供水。应用给水减压阀，系统可以节省分区水泵，取消中转或减压水箱(池)。

(2)防止系统超压，避免生活给水的二次污染。

应用给水减压阀，可以防止系统超压，避免水击，保护用水设备，节约用水。在生活给水系统中，给水减压阀可以避免生活给水的二次污染。

(3)解决供水矛盾。

应用给水减压阀，可以解决相邻分区边界的供水矛盾。在消防给水系统中给水减压阀可以防止消防用水设备的超压，保证系统正常工作。

(4)节约投资。

由于节省分区水泵及泵房面积，取消中转或减压水箱(池)，从而节约投资。

变频调速泵

1采用无负压控制器时刻监测市政管网及补偿罐中的压力，当自来水压力不足时，无负压控制器开始工作，保证市政管网的水压不受影响。

2采用能量储存器开始工作，保证罐中的水能够最大程度的补偿到用户管网中，抑制负压产生，保证不对市政管网产生任何影响。

3采用储能与释放调节装置双向补偿器可自动对自来水管网进行持续水量补偿，还可以对用户管网起压稳压补偿的作用，确保该设备对自来水管网不产生负压。

4独特的三腔分腔补水技术正适应了新的供水模式的发展的需求，能够保证在用水高峰期最大程度的把无负压稳压罐中的水补偿给用户，以保障高区用户的正常用水。