高层建筑直连供暖机组

高层建筑直连供暖机组(以下简称直连机组),无须补水水箱和定压水泵,直接抽取低层建筑热水供暖,回水减压后排入回水外网,一旦直连机组运行异常,容易影响低层供暖质量和安全.本文分析了直连机组对低层建筑供暖影响的原因,结合工程实践和运行管理心得,总结出一些直连机组运行管理的技术措施,供同业探究.

直连供暖技术简介

1.1直连供暖技术

解决高层建筑供暖的传统方式是新建锅炉房和换热站提供热源，配套定压、补水和循环装置，利用板式换热器隔断高层低层建筑之间水力联系，防止高层压资冲击低层管网，压爆低层散热设备。

近年出现的直连供暖技术，是在供水前端设高扬程增压水泵抽取低层富余热资，回水末端设变流量压力调节装置，将高压资处理成低压资后排入低层回水外网。这种供暖方式，高低层建筑的供回水管直接连在一起，不隔断高低压区的水力联系，通过控制抽水量和回水压力，达到不破坏外网定压压力，实现高低层建筑安全共用外网热资的目的。增压水泵的功能相当于传统换热站的循环泵+定压泵+补水水箱三种设备组合在一起的功能，一泵多能体现了直连机组的经济优势。

1.2变流量压力调节装置

变流量压力调节装置[2]，外形呈罐缸状，作用是将高压水流逆变成低压水流。高压水流经罐缸，受腔体结构引导做离心旋转分散流动，流体通径瞬间扩大数倍。水流受罐缸内壁摩擦力作用，呈膜流运动状态，压力骤降，再整流汇集成低压流体。这个过程只减压力，不减流量。调节压杆的进丝行程，还有调整高层建筑回水管水位高低的作用。

可见，直连供暖机组运行需要控制好两个关键技术环节，一是水泵扬程够高，流量够足，但不能多抽低层热资；二是回水管要满水，减压不节流。

2直连供暖对低层建筑的影响

2.1水力失调

由于设计、施工及管网运行等因素，供暖管网实际水力工况很难与设计的水力工况一致。这种实际运行水力工况与设计水力工况的差异，称为水力失调[3]。

如果高层水泵抽水量偏小，热水会优先选择较低楼层循环流动，造成下层热上层冷。抽水量越小，上下层温度偏差越大，这就是垂直失调。

如果高层水泵抽水量偏大，势必抢用低层的热水，容易造成低层供水压资下降，回水压资上升，严重程度从小到大，可以导致供回水压差变小，无压差，甚至回水压资大于供水压资，对应出现低层建筑热水循环慢、不循环甚至供回水逆流现象。靠近直连机组及远离换热站的低层建筑，更容易受到这种影响。各栋建筑冷热不均，热水循环有快有慢，这就是水平失调。

2.2高层回水管负压吸气

根据国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（2001年版）第3.3.1条 “五、采用钢制散热器时，应采用闭式系统”的要求，供暖过程，管道须满水无气体，全系统不与大气接触，减小氧蚀作用。供回水管顶端均设自动排气阀，当管道内有气体汇到排气阀内腔，气体压力大于水体压力，浮筒随水位下降，开启排气孔自动排气，排气结束后浮筒随水位上升浮起，封堵排气孔密封隔绝大气。

自动排气阀能自动排气，也能自动吸气。当回水下泄过快，或者供水供不到管顶时，均出现管顶缺水。浮筒因失去浮力，下落解除密封，大气压力大于管顶压力，被压入管道，平衡管顶内外壁压力，这就是供暖管道顶端出现负压吸气状态。空气持续从排气阀呛入管道，灌入水体，受水流携带各处窜动。无数小气泡从水体离析出来后，汇成若干冷高压气团，隔断热水流，轻则隔阻热水输送，重则压爆散热器。气泡内的二氧化碳与热水化合，导致水体PH值呈弱酸性，持续的电化学反应加速了金属管道和水泵叶片氧蚀作用，造成管道和设备使用寿命缩短，提前报废。

3直连供暖机组运行管理的技术措施

3.1日常保养

①供暖期来到前，要检查冲洗直连机组的除污罐和供水管的过滤器，清除污垢和杂质，检修密封。

②供暖期结束后，每隔半个月清洁主接触器开关一次，启动机组运行一次，保持机组设备状态良好。

③泵房专人专管，培训合格后上岗，建立运行保养检修记录。泵房通风良好，保持干燥。

④阀门井上锁，专人专管。除锁闭阀外，其他阀门不得随意调节开度。

3.2阀门调节

①靠近换热站和直连机组的单元，应适当关小回水管上的手动调节阀。调节供回水管之间的平衡阀，使供水管和回水管压力差控制在0.05MPa。这一措施旨在人为增大近路阻力，限制短路循环，缓解水平失调。

②高层建筑，应适当关小较低楼层的回水球阀。这一措施旨在限制低楼层热水循环流速，节省出的热资有利于输送到较高楼层，缓解垂直失调。

③每个供暖期，根据各采暖分区供暖用户数量多少，微调各用户回水球阀开度。用户多时，低层和近路关小些，用户少时，所有用户开度可以适当增大。

3.3满水压力及供回水压力差

调节变流量压力调节装置上的压杆进丝长度，可以控制高层建筑回水管满水压力及供回水管压力差。回水管满水时，回水静压水头不小于回水管道高程，且不大于供水管压力。根据几个供暖期运行的经验，外网供回水压差控制在0.05MPa时，对低层管网影响最小；高层建筑的供回水压力差控制在0.05MPa-0.10MPa时，机组运行最稳定。

4负压吸气的处理方法

直连机组运行中，如果外网间歇供暖、外网缺水或高层建筑回水过快，都有可能引起负压吸气。日常巡视中，需要定时记录高层回水压力值。一旦发现回水压力值低于回水管满水压力，就可以判明机组负压吸气，需要采取措施遏止负压吸气。但是，排气时，尚未排出的气团到处窜动，容易再次汇集到易集气的部位，反复形成气堵，容易产生天天要排气，排了就热，不排就不热，总也排不完的印象。根据几个供暖期运行管理的经验，总结出一套比较有效遏止负压吸气，快速排气的方法：

①应设定外网超低压自动停机保护，及早隔断回水携气进入管网；如果外网压力不超低，可适当旋紧变流量压力调节装置压杆，使回水管恢复满水，停止吸气。

②系统排气前，需要换热站循环泵减速，排气过程及时补水。

③采暖立管顶部的平衡阀保持开启。自动排气阀排气功能和密封功能良好，通过自动排气阀可以将干管和立管的空气排净，失效的排气阀须更换。

④各处立管满水后，进入室内排气。关闭回水球阀，开启供水球阀。排气顺序是，先楼下后楼上，先供水端后回水端，逐组开启散热器排风阀放气。室内排气完毕，打开回水球阀，恢复供暖。

采用直连供暖机组技术，输配过程热损耗少，运行自动化程度较高，经济优势明显，对运行管理的技术水平要求也不高。机组运行时，管理单位只要注意微调各供暖分区阀门开度，力求平均分配压资，就能缓解水力失调的影响。遇到负压吸气时，及时调整直连机组的运行工况，采用正确的方法和顺序，也能有效遏止和消除负压吸气的不利影响。

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