换热站平衡阀补水定压方式
青岛理工大学 王海英 青岛热电集团 李修志 谢元兵
摘要 介绍了在换热站改造中采用的平衡阀补水定压方式。采用这种方式不使用补水泵，在某些换热站中可最大限度地回收利用凝结水，减少运行费用和能耗。
关键词 换热站 节能 平衡阀 补水定压方式
Balance valve make up water pressurizati on in substati ons
By Wang Haiying , Li Xiuzhi and Xie Yuanbing
Abstract Presents the balance valve make-up water pressurization method used in substation reformation. The balance valves take the place of make-up water pumps to keep the pressure of piping constant. In some substations, this method can maximize condensation water recovery, so that to reduce operating cost and energy consumed.
Keywords substation, energy saving, balance valve, make-up water pressurization method
Qingdao Technological Universit y, Qingdao, Shandong Province, China
0 引言
在城市集中供热中，换热站是非常重要的环节。在以热电厂或区域锅炉房为热源供热时，通常都要在换热站内进行热媒参数的转换，以达到小区内供热要求的参数，这也是换热站的主要功能。现有的换热站通常按照热媒的性质分为汽水换热站和水水换热站。换热站内必须要有补水定压装置，它的主要功能是维持小区内热网的压力在某个恒定的值或范围内，以防止用户与热网内的水汽化；同
时补充系统中由于渗漏损失的水量。一般补水定压点设置在循环水泵的吸入侧，通过补水泵将补水箱中的水送入系统中。工程中常用的定压方式主要是补水泵定压方式。按照补水泵的运行状况可将补水定压方式分为：1) 间歇补水定压方式。补水泵的流量和扬程是固定的，当系统压力降低到补水泵的开启压力时，补水泵运行，向系统内补水，系统内压力升高；当压力达到预定值时补水泵关闭。该方式能维持系统的压力在一定的范围内。2) 连续补水定压方式。补水泵连续运行，通过变频装置控制其补水量。该方式能维持系统内的压力为一固定的值。利用补水泵定压时应相应地设置补水箱和水处理设备。在汽水换热站的设计中，按照有关规定，凝结水应该回收，即通过凝结水管网返回热源。但实际应用中随着供热区域规模的增大，凝结水回收有一定的困难。在青岛地区由于地势变化大，地形较为复杂，再加上带来的凝结水管网的敷设费用以及运行管理中的问题，使得实际运行中凝结水大多不回收。因此在换热站内如何利用凝结水成为节能中的重要课题。本文介绍换热站改造过程中，为了节约运行费用充分利用凝结水所采取的措施：平衡阀补水定压方式。
1 平衡阀补水定压方式 1. 1 工程概况
在青岛某集中供热区域(48万㎡)内，来自热源的蒸汽首先在总换热站(汽水换热站)中将热量供给一次网中的高温水。一次网中的高温水再供给4个小区换热站(水-水换热站)，然后在小区换热站内换热制取二次水，二次水供给各小区供暖用户。
按照节能要求，凝结水应该回收，总换热站设计时也相应设置了凝结水箱和水泵。但实际运行时，由于室外并没有铺设返回热源
的凝结水回收管网，造成凝结水无法回收。大量的高温凝结水(85℃左右)直接排放将造成能源的极大浪费。凝结水的质量较好，用作补水时可不进行水处理。为此实际运行时将凝结水用作一次网的补水。由于一次网的补水量少于凝结水量，所以仍有一部分凝结水无法回收。在此情况下为了最大可能地利用凝结水，对4个小区换热站作了改造。现取其中一例作介绍。
在该小区换热站内，原有系统采用了补水泵连续补水定压方式。总换热原理图见图 1。
1 二次网补水箱 2 二次网补水泵 3 二次网循环 水泵 4 热用户 5 水-水换热器 6 一次网循环水泵 7 一次网补水泵 8 汽水换热器 9 凝结水箱
图 1 原系统换热原理图
1. 2 改造措施
1) 在一次网回水管和二次网回水管之间安装旁通管，旁通管上装平衡阀，平衡阀两侧设置电节点压力表，控制平衡阀的开启；
2) 通过平衡阀将一次网的水补入二次网；
3) 在改造的换热站内，正常运行时原有的补水定压装置停用。 具体原理可见图2。
1~ 9 同图1 10 平衡阀 图2 改造后换热原理图
由于该换热站内一次网的回水压力约为0.6MPa，二次网的回水压力约为0.32MPa，故将平衡阀两侧电节点压力表的控制压差设定为0.28MPa。由于一次网通过补水泵定压，其压力不变，因此当平衡阀两侧压差增大时说明二次网渗漏压力下降。此时平衡阀开启将一次网中的水补给二次网，当两侧压差减小至设定值0.28MPa时，平衡阀关闭。由此保持二次网中的压力恒定，达到定压的目的。虽然这使得一次网的补水量增大了，但一次网中的补水均来自凝结水，所以可以更多地利用凝结水，节约热能；而在小区换热站内则无需再补水。
改造过程中并未拆除原有的补水定压装置，主要是考虑到运行中电节点压力表有可能出现故障，使二次网无法正常补水定压，此时原有的补水定压方式可作备用。 1. 3 效果评价
换热站内的改造工作较为简单，改造完毕后经过一年的运行，发现其运行可靠。由于进行换热站设计时，补水泵按事故补水量确定流量，所以改造后虽然一次管网补水泵的流量比原来大了很多但仍能满足需要，和补水泵定压方式相比定压效果基本相同，没有大的区别。此外实际运行中不需要再对补水泵进行维护。
该集中供热区域内的总供热面积为48万㎡，在供暖期总换热站内产生的凝结水量约为28t/h。实际运行中4个小区换热站内二次网补水消耗的总水量约为12t/h，总换热站内一次网消耗的补水量约为8t/h。通过小区换热站内补水定压方式的改造，回收利用的凝结水由原来的8t/h提高到20t/h。
改造后以下各项费用得到了节省: 1)补水泵定压时补入的工业用自来水费用；2)加热这部分补水消耗的热能费用；3)补水泵本身的运行费用。
通过实际运行，该集中供热区域改造后每年节约的总运行费约为60万元，经济效果非常显著。该项改造技术还获得了青岛市技术协会的科技创新节能奖。 2 结论
2. 1 由于换热后的凝结水仍属于质量较好的能源，在以蒸汽为热源的换热站设计时应充分考虑凝结水的回收可能性，若无法回收则要采取措施尽最大可能利用凝结水和其所含有的热量。
2. 2 只要换热站内一次网的水压高于二次网的水压就可以采用平衡阀补水定压方式，如果一次网回水压力低，平衡阀可连接在一次网供水管上。
2. 3 采用平衡阀补水定压时，可不设置补水箱、补水泵和水处理装置，因此可节约换热站的设备投资费用、运行维护费用和换热站的空间。
2. 4 在换热站改造中，采用平衡阀起到了很好的定压效果。因此在热源为高温热水时，进行水-水换热站的设计和改造时，如果一次网的热水允许进入二次网中，可考虑选用该定压方式。 参考文献
换热站平衡阀补水定压方式
