【摘要】本文通過幾個具體的工程案例,簡單分析了熱力設計對供熱運行的影響和制約,闡述了設計工作對供熱項目的關鍵作用和重要意義。
【關鍵詞】熱力設計和供熱運行
對于一個供熱項目而言，熱力設計應該是一根貫穿始終的主軸，是該項目的靈魂。設計質量的好壞，不但直接影響到項目建設的費用和進度。更為關鍵的是必將終生影響到供熱項目的運行效果和經濟效益。從另一個層面上說，即設計方案的確定、設計水平的優劣，決定了供熱運行的質量和效益。近年來，隨著城市集中供熱的大量普及，由于供熱設計的合理與否，運行管理是否符合企業的自身現狀等原因，使得各供熱企業之間的供熱質量和供熱效益存在著巨大的差異。因為設計粗糙和失誤，造成供熱運行困難，甚至無法試車的事故屢有發生。迫使部分供熱項目還沒供熱運行，就得進行改造。重復建設、浪費嚴重。
造成供熱項目設計出現偏差、設計工況脫離實際供熱現狀的原因是多方面的。除去社會環境變化、城市建設速度加快等外界因素影響，供熱設計與供熱運行的相互脫節，理論計算的參數和設定數值與實際現狀偏差過大，設計方案不準確，選用的設備與現實狀況不匹配，供熱理論與運行實踐無法有機結合等等諸多原因外，主持和確定方案的設計人員缺乏對具體項目和實際現狀的詳細分析研究，設計參數和設備選型過于保守、安全系數層層疊加，對供熱項目的現狀、近期、遠期運行缺乏有機的銜接和過渡，水力平衡計算不準確，對熱力失調未采取有效的控制措施等等因素，才是真正影響供熱運行質量和企業經濟效益的主要原因之一。產生的直接后果就是絕大多數的實際運行工況都背離了熱力設計的設定工況，而且相距甚遠，致使相當一部分企業的供熱運行處于無序和盲目的狀態下忙于應付。供熱質量得不到應有得保證，能耗成本卻居高不下。遠遠無法達到預期的節能效果和經濟效益。
這方面的工程案例和經驗教訓確實不少，足可引以為誡。例如：
1. 某一高溫熱水鍋爐房，補水泵卻設計為H=230mH2O揚程的蒸汽鍋爐補水泵，又沒設計變頻啟動，結果一補水就超壓、根本無法試車，只能重新更換補水泵。
2. 另一高溫水鍋爐房，不知為何補水泵揚程只設計為H=32mH2O，試車時鍋爐熱水倒灌，補水泵根本補不進去水，造成鍋爐缺水汽化，還沒運行就得更換新補水泵。
3. 某鍋爐房供熱系統，設計過于保守或是未經過詳細的水利計算，設備選型的安全裕量過大。選用的循環泵揚程過高，而流量又相對過小，電機的功率偏高。運行時只能將循環泵的出口閥關至1/2—1/3，否則電機就過載，只能多開一臺循環泵，電耗翻番。
4.某供熱企業下設10多個換熱站，原設計偏離實際現狀，設備匹配不合理，造成電耗偏高，水力失調和熱力失調嚴重。經過對多數換熱站的二次改造，重新組合，調配各換熱站之間的循環泵，對揚程高、流量小的循環泵進行葉輪切割（人為地增大流量，降低揚程），不僅提高了供熱質量，而且電耗同比下降了15%以上。
5. 某些供熱項目，設計上不做具體的現場堪察和分析，更不考慮用戶的具體位置以及企業的技術力量和運行管理狀況，盲目地在每個換熱站均裝設了電動三通閥，運行中發現處于管網末端的用戶本身流量欠缺很多，再從三通閥分離一部分后，供熱效果更差。不得已只能將三通閥逐步拆除棄用，造成不必要的浪費。
6. 在并網供熱設計上，往往只是將原有的庭院管網供熱統簡單地并入集中供熱管網即可，不做具體得分析比較和水力平衡計算，也不進行必要的改造，一旦運行就會出現這兩種系統互不適應，相互影響和制約的問題。還有的設計將地暖系統直接并入二次管網供熱系統，由于兩種系統的溫度、流量、壓力都存在較大差異且無法相互兼容，致使供熱質量難以保證，正常的供熱運行也受到嚴重影響。
7. 對于低層建筑群中的個別高層建筑，由于附近沒有一次水（高溫水）熱源，設計上就憑想像地將95℃/70℃的二次水（低溫水）作為熱源進行換熱后再向高層建筑供熱，殊不知在整個采暖期的兩頭，二次水的供水溫度只有40—50℃左右，根本換不出什么熱，即便是在嚴寒期，二次供水溫度也只能達到70℃左右。結果造成高層建筑的低區直供部分溫度正常，而高區經過換熱的供暖部分質量較差，室溫不達標，同一棟樓用熱兩重天。
8.目前新建的供熱項目大多在熱源處都配套了自動控制系統，但如果熱源系統和換熱站以及末端的用戶系統在設計上不能合理的協調匹配，再先進的自動控制系統也無法達到預期的節能效果和控制功能，甚至還有可能影響到系統的正常供熱運行。這是因為如果熱網系統和換熱站的水力失調嚴重，就根本不可能實現與熱源系統的同步運行。此時熱源處的系統總回水溫度和供、回水溫差就是假的，是過熱用戶和過冷用戶的回水經過混合后的總溫度。若是按照這個假的回水溫度和供、回水溫差來進行供熱運行和控制調節，勢必會造成系統總供熱量的不足和熱偏差。通常情況下為改善不利環路和系統的供熱質量，供熱企業多采取增加循環泵和鍋爐容量的方法來彌補供熱量的不足。供熱能耗不降反升，節能降耗和供熱運行自動控制調節的功能消失。究其真正的原因，這些都是因為熱源設計和熱網及換熱站的設計工作不匹配、不同步且嚴重脫節造成的。
除此之外，還有許多因為設計的不合理或失誤而影響供熱正常運行的小問題，供熱企業多半都會自己改造解決。但對一些原則上、方向上的錯誤設計而造成的失誤和損失，部分供熱企業由于技術力量薄弱以及能力上的限制，就有可能在很長一段時間甚至是終生都得為這些錯誤設計買單。
從以上的案例分析不難看出，熱力設計對供熱運行和供熱效益的關鍵作用和重要意義。因此，對于供熱設計方案必須從技術性和 經濟性兩個方面進行評價和論證。設計成果必須符合技術的可靠性、工藝的先進性、操作的實用性等項原則，切忌“公式化”和 “理想化”的閉門造車或生搬硬套，一切必須從企業的供熱運行需要為目標，認真核算，精心設計。同時設計人員還應在專業素養上不斷充實進取，銳意創新，這樣才能適應供熱行業的快速發展需要，真正設計出切合實際現狀的圖紙來，也才有可能為供熱企業創造一個節能、高效、經濟、實用的發展平臺和空間。
上述觀點，只是筆者遇到并處理的一些具體工程后總結和感悟出的一點心得體會,難免有失偏頗，還望多多指正。
【關鍵詞】熱力設計和供熱運行
對于一個供熱項目而言，熱力設計應該是一根貫穿始終的主軸，是該項目的靈魂。設計質量的好壞，不但直接影響到項目建設的費用和進度。更為關鍵的是必將終生影響到供熱項目的運行效果和經濟效益。從另一個層面上說，即設計方案的確定、設計水平的優劣，決定了供熱運行的質量和效益。近年來，隨著城市集中供熱的大量普及，由于供熱設計的合理與否，運行管理是否符合企業的自身現狀等原因，使得各供熱企業之間的供熱質量和供熱效益存在著巨大的差異。因為設計粗糙和失誤，造成供熱運行困難，甚至無法試車的事故屢有發生。迫使部分供熱項目還沒供熱運行，就得進行改造。重復建設、浪費嚴重。
造成供熱項目設計出現偏差、設計工況脫離實際供熱現狀的原因是多方面的。除去社會環境變化、城市建設速度加快等外界因素影響，供熱設計與供熱運行的相互脫節，理論計算的參數和設定數值與實際現狀偏差過大，設計方案不準確，選用的設備與現實狀況不匹配，供熱理論與運行實踐無法有機結合等等諸多原因外，主持和確定方案的設計人員缺乏對具體項目和實際現狀的詳細分析研究，設計參數和設備選型過于保守、安全系數層層疊加，對供熱項目的現狀、近期、遠期運行缺乏有機的銜接和過渡，水力平衡計算不準確，對熱力失調未采取有效的控制措施等等因素，才是真正影響供熱運行質量和企業經濟效益的主要原因之一。產生的直接后果就是絕大多數的實際運行工況都背離了熱力設計的設定工況，而且相距甚遠，致使相當一部分企業的供熱運行處于無序和盲目的狀態下忙于應付。供熱質量得不到應有得保證，能耗成本卻居高不下。遠遠無法達到預期的節能效果和經濟效益。
這方面的工程案例和經驗教訓確實不少，足可引以為誡。例如：
1. 某一高溫熱水鍋爐房，補水泵卻設計為H=230mH2O揚程的蒸汽鍋爐補水泵，又沒設計變頻啟動，結果一補水就超壓、根本無法試車，只能重新更換補水泵。
2. 另一高溫水鍋爐房，不知為何補水泵揚程只設計為H=32mH2O，試車時鍋爐熱水倒灌，補水泵根本補不進去水，造成鍋爐缺水汽化，還沒運行就得更換新補水泵。
3. 某鍋爐房供熱系統，設計過于保守或是未經過詳細的水利計算，設備選型的安全裕量過大。選用的循環泵揚程過高，而流量又相對過小，電機的功率偏高。運行時只能將循環泵的出口閥關至1/2—1/3，否則電機就過載，只能多開一臺循環泵，電耗翻番。
4.某供熱企業下設10多個換熱站，原設計偏離實際現狀，設備匹配不合理，造成電耗偏高，水力失調和熱力失調嚴重。經過對多數換熱站的二次改造，重新組合，調配各換熱站之間的循環泵，對揚程高、流量小的循環泵進行葉輪切割（人為地增大流量，降低揚程），不僅提高了供熱質量，而且電耗同比下降了15%以上。
5. 某些供熱項目，設計上不做具體的現場堪察和分析，更不考慮用戶的具體位置以及企業的技術力量和運行管理狀況，盲目地在每個換熱站均裝設了電動三通閥，運行中發現處于管網末端的用戶本身流量欠缺很多，再從三通閥分離一部分后，供熱效果更差。不得已只能將三通閥逐步拆除棄用，造成不必要的浪費。
6. 在并網供熱設計上，往往只是將原有的庭院管網供熱統簡單地并入集中供熱管網即可，不做具體得分析比較和水力平衡計算，也不進行必要的改造，一旦運行就會出現這兩種系統互不適應，相互影響和制約的問題。還有的設計將地暖系統直接并入二次管網供熱系統，由于兩種系統的溫度、流量、壓力都存在較大差異且無法相互兼容，致使供熱質量難以保證，正常的供熱運行也受到嚴重影響。
7. 對于低層建筑群中的個別高層建筑，由于附近沒有一次水（高溫水）熱源，設計上就憑想像地將95℃/70℃的二次水（低溫水）作為熱源進行換熱后再向高層建筑供熱，殊不知在整個采暖期的兩頭，二次水的供水溫度只有40—50℃左右，根本換不出什么熱，即便是在嚴寒期，二次供水溫度也只能達到70℃左右。結果造成高層建筑的低區直供部分溫度正常，而高區經過換熱的供暖部分質量較差，室溫不達標，同一棟樓用熱兩重天。
8.目前新建的供熱項目大多在熱源處都配套了自動控制系統，但如果熱源系統和換熱站以及末端的用戶系統在設計上不能合理的協調匹配，再先進的自動控制系統也無法達到預期的節能效果和控制功能，甚至還有可能影響到系統的正常供熱運行。這是因為如果熱網系統和換熱站的水力失調嚴重，就根本不可能實現與熱源系統的同步運行。此時熱源處的系統總回水溫度和供、回水溫差就是假的，是過熱用戶和過冷用戶的回水經過混合后的總溫度。若是按照這個假的回水溫度和供、回水溫差來進行供熱運行和控制調節，勢必會造成系統總供熱量的不足和熱偏差。通常情況下為改善不利環路和系統的供熱質量，供熱企業多采取增加循環泵和鍋爐容量的方法來彌補供熱量的不足。供熱能耗不降反升，節能降耗和供熱運行自動控制調節的功能消失。究其真正的原因，這些都是因為熱源設計和熱網及換熱站的設計工作不匹配、不同步且嚴重脫節造成的。
除此之外，還有許多因為設計的不合理或失誤而影響供熱正常運行的小問題，供熱企業多半都會自己改造解決。但對一些原則上、方向上的錯誤設計而造成的失誤和損失，部分供熱企業由于技術力量薄弱以及能力上的限制，就有可能在很長一段時間甚至是終生都得為這些錯誤設計買單。
從以上的案例分析不難看出，熱力設計對供熱運行和供熱效益的關鍵作用和重要意義。因此，對于供熱設計方案必須從技術性和 經濟性兩個方面進行評價和論證。設計成果必須符合技術的可靠性、工藝的先進性、操作的實用性等項原則，切忌“公式化”和 “理想化”的閉門造車或生搬硬套，一切必須從企業的供熱運行需要為目標，認真核算，精心設計。同時設計人員還應在專業素養上不斷充實進取，銳意創新，這樣才能適應供熱行業的快速發展需要，真正設計出切合實際現狀的圖紙來，也才有可能為供熱企業創造一個節能、高效、經濟、實用的發展平臺和空間。
上述觀點，只是筆者遇到并處理的一些具體工程后總結和感悟出的一點心得體會,難免有失偏頗，還望多多指正。
