多热源环状供热管网补水定压系统及定压点压力确定方法

摘要

本发明公开了一种多热源环状供热管网补水定压系统及其定压点压力确定方法，技术特点是采用一点定压，多点补水的定压补水方式，即在多热源环状管网供热系统基本热源的循环水泵入口处设置压力信号测定装置。本发明由于多热源环网供热系统只有一个定压点，且定压点的压力值能够保证系统在所有运行工况及非运行工况下，均不出现倒空和汽化现象，因此在不同的运行工况下，该定压点压力值的波动范围可以保持不变，不需根据工况变动进行重新设定，运行管理方便，有效避免多点补水，多点定压措施中，由于辅助定压点压力设定不能适应工况变化而导致的系统超压或欠压现象。

说明书

技术领域

本发明涉及供热系统，尤其涉及多热源环状管网供热系统。

背景技术

在供热系统的运行中，系统失水漏水是不可避免的。若系统的失水漏水不能得到及时补充，系统的正常循环将会破坏，影响供热效果。

单热源供热系统，定压补水系统的一般做法是：只设置一个补水定压点，且该定压补水点一般设置在循环水泵的入口处(系统动水压线最低点)；对定压补水点的压力设定一个波动范围，使系统满足不倒空、不汽化的要求。当定压点的压力降低至压力波动范围的下限时，补水泵启动补水；当定压点压力升高至压力波动范围的上限时，补水泵停止补水。

而对于多热源环状管网供热系统，由于管网规模较大，失水量往往也较大，采用“一点补水”在多数情况下不能满足补水要求。

与本发明最接近的现有技术是在《中国建设信息供热制冷》2006年第二期公开的“供热系统多热源联网运行的再认识”一文。在该文中公开了“多点补水、多点定压”的多热源联网运行供热系统补水定压措施，具体地讲，就是在各热源循环水泵的进出口旁通测压管，旁通测压管上安装有压力传感器，通过对系统补水量的控制，使旁通测压管上的压力传感器的压力始终保持静水压线值。这种补水定压技术在某一特定工况下能够满足多热源联网供热系统补水定压要求，但还存在以下不足：对于多热源联网供热系统，根据热源启动次序和数量的不同，可分为多种运行工况。在不同的运行工况下，系统流量往往发生较大变化，从而导致系统压力分布发生较大变化。因此，在不同的运行工况下，设置在旁通管上的压力传感器所感受的压力值是变化的，不可能都维持在系统的静水压线值。因此，文献中提出的基于“多点补水、多点定压”措施的“多点旁通同值定压”装置，可能会产生以下问题：在某一工况下，补水定压装置的运行能够保证系统失水与补水的一致；当运行工况发生变化时，由于旁通管上设置的定压点的压力值将发生变化，若仍按原来设定的压力控制补水泵运行，则会导致系统补水与失水的不一致，进而使管网发生超压或欠压现象，影响系统的正常运行。

发明内容

本发明为解决上述多热源环状管网供热系统“多点补水、多点定压”技术的不足，提供一种改进的补水定压系统，使多热源环状管网供热系统的运行管理方便，系统运行安全。

本发明同时提供一种这种补水定压系统的定压点压力确定方法

为达到上述目的，本发明系统对现有技术进行改进，采用“一点定压，多点补水”定压补水方式，具体的讲，技术方案是：

它包括一套压力信号测定及传输装置和设置在各个补水点上的补水及控制装置，补水及控制装置由补水泵、止回阀和电控柜组成，其特征在于：

所述的压力信号测定装置设置在多热源环状管网供热系统基本热源(整个采暖季均处于运行状态)的循环水泵入口处；

所述的信号传输装置将压力信号传输到各个补水点的电控柜；

所述的信号测定装置的动作压力值下限应能保证系统在所有运行工况及非运行工况下，均不出现倒空和汽化现象。

为实现本发明系统在各种运行工况下均能正常运行，本发明系统的定压点压力确定方法是：

第一步：根据各种运行工况的水力计算结果，分别确定出每个运行工况下动压线的最低点，并确定出该点保证系统不倒空、不汽化必须满足的压力值；

第二步：根据各种运行工况的水力分析结果，分别确定出各个运行工况下动水压线最低点与定压点之间的相对压差；

第三步：分别将各种运行工况的动压线最低点必须满足的压力值与动水压线最低点和定压点之间的相对压差求和，求出各种运行工况下，保证系统不倒空、不汽化，定压点必须满足的压力值；

第四步：对所有运行工况下定压点必须满足的压力值进行比较，取最大值作为多热源环状管网供热系统的定压点的最低压力值，则该压力值即能保证多热源环状管网供热系统在各种运行工况下均不发生汽化和倒空现象。

第五步，根据多热源环状管网供热系统定压点的最低压力值，确定出定压点的合理压力波动范围，并将其设定为补水泵启停的动作区间。当系统定压点的压力降低至设定的动作区间的下限时，定压点的压力信号通过信号传输系统传输至设置在各个补水点的电控柜的执行机构，执行机构均发出指令，启动其所属的补水泵；随着补水泵的运行，定压点的压力逐渐回升。当系统定压点的压力达到设定的动作区间的上限时，该压力信号通过传输系统输送至设置在各个补水点的电控柜的执行机构，执行机构发出指令，停止其所属补水泵的运行；当系统由于失水，定压点的压力再次降低到设定的动作区间的下限时，补水泵再次投入运行。如此循环往复，保证系统定压点的压力始终稳定在某一设定区间内，进而保障多热源环状管网供热系统在各种运行工况下均能正常运行。

本发明的优点是：

(1)由于多热源环网供热系统只有一个定压点，且定压点的压力值能够保证系统在所有运行工况及非运行工况下，均不出现倒空和汽化现象，因此在不同的运行工况下，该定压点压力值的波动范围可以保持不变，不需根据工况变动进行重新设定，运行管理方便。

(2)这种定压补水装置能够保证系统运行安全，有效避免“多点补水，多点定压”措施中，由于辅助定压点压力设定不能适应工况变化而导致的系统超压或欠压现象。

附图说明

图1是本发明实施例的示意图。

图中：1-基本热源，2-热用户，3-调节热源，4-循环水泵，5-补水泵，6-止回阀，7-压力检测装置，8-电控柜，9-信号传输装置。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的工作流程说明其具体实施方式。

如图1所示，本发明实施例的多热源环状供热管网由基本热源1、热用户2和调节热源3组成，基本热源1和调节热源3处均设有补水及控制装置，补水及控制装置由补水泵5、止回阀6、循环水泵4和电控柜8组成。从图1可以看出，压力检测装置7和信号传输装置9设置在在基本热源1的循环水泵入口处。

本发明补水定压系统的定压确定方法是：

第一步：根据各种运行工况的水力分析结果，分别确定出每个运行工况下动压线的最低点，并确定出该点保证系统不倒空、不汽化必须满足的压力值；其定压必须满足下式：

p＝Z_i+p_s+(3～5)mH₂O

式中，p——动水压线最低点必须满足的压力值，mH₂O；

Z_i——动水压线最低点与供热系统最高点的高差，m；

p_s——热源额定供水温度对应的汽化压力，mH₂O。

第二步：根据各种运行工况的水力计算结果，确定出各种工况下动压线最低点与定压点O之间的相对压力Δp_0i。

第三步：分别对每种运行工况的动压线最低点必须满足的压力值与动水压线最低点和定压点之间的相对压差求和，求得相应工况下定压点必须满足的压力值；利用下式求出各种工况下定压点O必须满足的压力值p_0i。

p_0i＝p+Δp_0i    i＝1，2，…，L

式中，p_0i——某一工况下定压点O必须满足的压力值，mH₂O；

p——某一工况下动水压线最低点必须满足的压力值，mH₂O；

Δp_0i——某一工况下定压点O与该工况动水压线最低点的相对压差，mH₂O；

L——多热源环状管网供热系统的工况数。

第四步：对各种运行工况下定压点O必须满足的压力值p_0i进行比较，取其最大值作为多热源环状管网供热系统的定压点的最低压力值p₀。即：

p₀＝max{p_0i}

式中，p₀——定压点O的压力设定值，mH₂O；

第四步，根据多热源环状管网供热系统定压点的最低压力值，确定定压点的合理压力波动范围(波动范围的下限值应稍大于或等于定压点的最低压力值p₀，上限值最大不能超出系统的承压要求)，并将其设定为补水泵启停的动作区间。

当系统定压点的压力降低至设定的动作区间的下限时，定压点的压力信号通过信号传输系统传输至设置在各个补水点的电控柜的执行机构，执行机构均发出指令，启动其所属的补水泵；随着补水泵的运行，定压点的压力逐渐回升。当系统定压点的压力达到设定的动作区间的上限时，该压力信号通过传输系统输送至设置在各个补水点的电控柜的执行机构，执行机构发出指令，停止其所属补水泵的运行；当系统由于失水，定压点的压力再次降低到设定的动作区间的下限时，补水泵再次投入运行。如此循环往复，保证系统定压点的压力始终稳定在某一设定区间内，从而保障多热源环状管网供热系统在各种运行工况下均能正常运行。