1、工程概況及熱水供應(yīng)系統(tǒng)形式
某單位培訓(xùn)中心新建一棟四層住宿樓,主要接待行業(yè)內(nèi)的國家級和地區(qū)性會議，使用率較低。該樓的房間按賓館的標(biāo)準(zhǔn)間客房設(shè)計，總床位數(shù)為80個。衛(wèi)生間洗浴熱水由自建鍋爐房供給。該熱水供應(yīng)系統(tǒng)平時極少運行，只在接到會議通知后啟動，在人員入住前幾小時內(nèi)將蓄水罐溫升至55℃左右，人員入住后系統(tǒng)持續(xù)運行，保證客房24h小時的洗浴熱水供應(yīng)。
2、系統(tǒng)分析及運行狀況
2.1 系統(tǒng)分析
根據(jù)建設(shè)方的要求，并考慮到該系統(tǒng)利用率較低和節(jié)約初投資及運行費用，原設(shè)計人員為該工程選用了一臺輸出熱量為175KW的電熱鍋爐（經(jīng)計算該系統(tǒng)的小時耗熱量為285KW ），備設(shè)容量為10m3蓄水罐，兩臺循環(huán)水泵，流量4m3/h，揚程20m。系統(tǒng)使用前和用水低峰時（如夜間），蓄水罐內(nèi)存儲大量熱水（設(shè)計溫度為55℃），以備高峰時連續(xù)的熱水供應(yīng)。該系統(tǒng)鍋爐房與住宿樓相距約160m，鍋爐房地勢比住宿樓室外地面高8米；供回水管均為DN80的鋼管，其中熱水循環(huán)回水管為原有管道改造而成，時有漏水情況發(fā)生；系統(tǒng)冷水補水為本單位自建蓄水池供給，由一套定壓為0.35MPa的變頻供水設(shè)備提升，該設(shè)備比鍋爐房地勢低5米，間距約10米。根據(jù)測算該系統(tǒng)內(nèi)管道及水罐總蓄水量約16m3，按照初次加熱時原水溫度為12℃計算，則在理想工況（無散熱損失和滲漏損失）下，持續(xù)加熱4.6小時就可以使系統(tǒng)內(nèi)的水達(dá)到設(shè)計要求溫度。由于理想工況事實上是不存在的，實際加熱時間會根據(jù)熱損失的多少而增長。
2.2 運行狀況
本工程在2002年5月安裝完工后，在兩個月內(nèi)接待了幾次會議，運行效果不理想，不能達(dá)到預(yù)定的要求。主要是：（1）系統(tǒng)初次啟動后加熱速度緩慢。不管是啟動一臺循環(huán)水泵還是兩臺循環(huán)水泵并聯(lián)運行，初次加熱時間超過10h，水罐內(nèi)溫升仍達(dá)不到預(yù)定溫度。（2）在住宿樓內(nèi)少量用水時，系統(tǒng)出水溫度較高，可基本滿足洗浴用水要求；大量用水的情況下，系統(tǒng)持續(xù)出熱水的溫度低，不能滿足洗浴要求。（3）電鍋爐自動運行狀態(tài)下，儲水罐內(nèi)溫度未達(dá)到設(shè)定要求時，鍋爐就頻繁斷電，然后又自行啟動；人工手動控制時連續(xù)加熱30分鐘后鍋爐出現(xiàn)開鍋現(xiàn)象。
3、存在問題及解決措施
3.1 循環(huán)水泵流量過小
按照鍋爐生產(chǎn)廠家提供的資料表明，該電熱鍋爐的加熱方式為間接加熱方式，鍋爐內(nèi)部自身循環(huán)水（以下簡稱爐內(nèi)循環(huán)）為一次加熱介質(zhì)。由于電加熱的瞬間溫升速度快，爐內(nèi)循環(huán)水溫必須控制在80℃以下（正常情況下水溫超過85℃時開始汽化）。在熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)流量（簡稱二次循環(huán)）帶走的熱量小于鍋爐一次循環(huán)水得到的熱量的情況下，該鍋爐運行只能靠間斷加熱來保證爐內(nèi)循環(huán)水溫不超標(biāo)。因此，要使鍋爐不間斷加熱，就要有足夠大的循環(huán)流量、較低的進(jìn)出水溫差，促使?fàn)t內(nèi)循環(huán)水得到的熱量及時被帶走。而本工程在原設(shè)計時未考慮以上因素，循環(huán)水泵流量是按照使用流量設(shè)計選用的，流量為4m3/h（兩臺泵為一用一備）。即使備用泵也同時運行，系統(tǒng)循環(huán)流量僅為8m3/h。按此流量該系統(tǒng)在理論工況下運行，鍋爐的進(jìn)出水溫差為19℃。此時鍋爐內(nèi)一次循環(huán)水的最低溫度要求為74℃，如此高的一次水溫就會經(jīng)常由于超溫而自動停機(jī)。同時，由于該工程只對熱水蓄水罐和供水主干線進(jìn)行了保溫，循環(huán)水管和供水支管未做保溫，系統(tǒng)的散熱損失和滲漏損損都很大。以上這些也使得系統(tǒng)實際加熱時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論加熱時間。
3.2 系統(tǒng)補水定壓點位置不合適且壓力過大
從圖一可以看出，該系統(tǒng)為帶循環(huán)泵的閉式系統(tǒng)。系統(tǒng)補水點壓力：PA=PD-PA~D
PD---變頻供水泵出口設(shè)定壓力，為0.35 Mpa ;
PD~A---D點與A點的壓力差，約為0.06Mpa ;
則,PA =0.35-0.06=0.29MPa
根據(jù)實際測量，PB <0.25Mpa 。則就有PB < PA，即循環(huán)水泵出口壓力小于系統(tǒng)冷水補水點壓力，該冷水補水點實際成為該熱水供應(yīng)系統(tǒng)的定壓點。因為變頻供水泵的出水壓力（PD）只在很小范圍內(nèi)上下波動，循環(huán)水泵出水必然受到定壓點的限制，其實際循環(huán)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定流量，這也就是為什么兩臺循環(huán)泵并聯(lián)運行時的加熱時間并不是單臺泵運行加熱時間一半的原因。在資料（1）中，對帶循環(huán)水泵的閉式熱水供應(yīng)系統(tǒng)形式的介紹中，補水定壓方式多為高位水箱。高位水箱補水定壓的優(yōu)點就在，因為其高度的限制就不會使系統(tǒng)承受過高的壓力且定壓波動小，循環(huán)水泵揚程只需要克服系統(tǒng)循環(huán)阻力即可。而本工程中，原設(shè)計未考慮系統(tǒng)定壓形式和定壓點實際壓力值，是造成系統(tǒng)循環(huán)不利的主要原因。
3.3 改造措施
本著節(jié)約投資和減少工程施工工期的原則，對該系統(tǒng)進(jìn)行了改動。（一）增加一臺給水泵，流量6.3 m3/h，揚程22m（該泵是該單位原有庫存設(shè)備，與本工程的循環(huán)泵基本匹配，可并聯(lián)運行）使其與原有的一臺泵并聯(lián)運行（建設(shè)方要求另一臺泵不進(jìn)行拆除，仍為備用泵）、系統(tǒng)循環(huán)流增大到10.3 m3/h。此時，該系統(tǒng)的初次加熱理論循環(huán)次數(shù)約為3次，鍋爐進(jìn)出水溫差降低為14.5℃，比原設(shè)計進(jìn)出水溫差降低了23.6%。（二），改變該供熱系統(tǒng)的補水定壓點的位置（見圖二），將系統(tǒng)定壓點改在C處，增加閥門1（常關(guān)）和閥門2（常開）。這樣該系統(tǒng)內(nèi)在任何情況下都可以保證壓力均衡。（三）對該系統(tǒng)的循環(huán)回水管進(jìn)行了檢修和保溫，減少了散熱損失和滲漏損失。（四）由于鍋爐本身的加熱特性決定了這種鍋爐不能進(jìn)行手動控制，因此，對司爐人員進(jìn)行了必要的上崗培訓(xùn)，規(guī)范了管理、操作程序。
4、結(jié)論與思考
該工程改造投入使用后效果明顯，基本解決了前述的各種問題，達(dá)到了原設(shè)計的目的，用戶也很滿意。但由于資金和時間的限制使得本工程仍然存在一些問題。（一）由于原有變頻給水泵主要供應(yīng)該單位小區(qū)生活供水，其出口設(shè)定壓力不能改變，即補水定壓點的壓力不能降低，導(dǎo)致該工程在改造后，系統(tǒng)內(nèi)最低壓力不小于0.29MPa，就使整個系統(tǒng)處于較高承壓狀態(tài)下。（二）對于本工程這種小規(guī)模的系統(tǒng)、使用率又低，可以不設(shè)計備用水泵，只要日常做好維護(hù)和檢修工作就完全可滿足使用要求。改造過程中雖然沒有新增加投資，但事實上已經(jīng)造成了浪費。以上兩個問題雖然不是必須解決的，但如果初始設(shè)計時能考慮周到，都是可以避免的。因此，在從事此類工程設(shè)計時，不能盲目地照搬書本，而應(yīng)客觀分析現(xiàn)實情況，取其利而避其弊，從而做出一個合理可行的最佳設(shè)計。
參考文獻(xiàn)：
1陸耀宗，姜文源，胡鶴均，張延燦，張淼主編建筑給水排水設(shè)計手冊中國建筑工業(yè)出版社 1992
2劉振印，博文華，張國柱主編民用建筑給水排水設(shè)計技術(shù)措施中國建筑工業(yè)出版社 1997
