混水直接供热技术

1.城市集中供热系统供热方式简述

目前城市集中供热基本采用以下三种基本供热方式：高温水间接换热供热方式、低温水直接供热方式、混水直供供热方式。

高温水间接换热供热方式：此种供热模式在国内十分普及，大多数城市均采用此种方式，其技术十分成熟，运行安全可靠，其工作原理主要利用换热器将高温水与低温水分开，相互之间水力工况不受影响。

低温水直接供热方式：此种供热模式在国内也十分普及，主要应用在规模较小的集中供热系统和区域供热系统中。

混水直接供热方式：近几年，混水直接供热方式广泛应用于大规模集中供热系统，早些年限制其发展主要原因是热网自动化监控设备和技术还不太成熟。随着供热技术的发展及先进监控设备在供热系统中的应用，混水直接供热方式经济节能的优势凸显，并得到广泛推广应用。

2.混水直供技术概述

2.1混水直供原理

2.2混水直供方式的分类

受地势及热力站位置的影响，混水直供系统采用了三种混水供热方式：

①混水旁通加压混水方式；

②回水加压混水方式；

③供水加压混水方式。

2.2.1混水旁通加压混水方式

混水泵设置在混水旁通管路上，利用水泵将二次网的一部分回水加压打入一次网供水中混合加热，形成二次网供水，二次网的另一部分回水作为一次网回水返回一次网回水总管；一次网供回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的高中压区。

2.2.2回水加压混水方式

混水泵设置在二次网回水总管上，利用水泵将二次网回水加压，一部分回水受混水旁通管路上的调节阀或者一次网回水管路上调节阀（视水泵出口到一次网总回水与到二次网供水需增压力相对大小定）支配流入一次网供水混合加热，形成二次网供水，另一部分回水直接返回一次网回水总管；一次网供回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的高压区且地势低洼处。地势低洼处。

      

2.2.3供水加压混水方式

混水泵设置在二次网供水总管上，利用水泵将二次网一部分回水及一次网供水同时吸入混合加热，形成二次网供水，另一部分二次网回水直接返回一次网回水总管。一次网供回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的低压区。

2.3混水方式的确定

混水方式的选择对于混水系统的节能、稳定运行起至关重要的作用。根据热网水压图，确定管网的高压区、中压区、低压区及负压区，同时应考虑混水泵对一次网压力的影响，针对热力站在管网中的不同位置，按照混水分类原则选择合适的混水方式。

3.混水直供方式与间接供热方式对比分析

3.1两种供热方式基础数据

混水直供方式：

供水：温度 90℃；  压力 1.0MPa

回水：温度 40℃ ； 压力 0.15MPa

间接供热方式：

供水：温度 110℃； 压力 1.0MPa

回水：温度 70℃ ； 压力 0.15MPa

3.2承担供热负荷方面

从以上参数可以看出，混水直供方式的供热温差为Δt=50℃，间接供热方式的供热计算温差为Δt=40℃，假定总面积100万平方米，按热指标58W/㎡计算，一次管网的循环水量如下：

混水直供方式：G=100×58×0.86×10/50=997.6t/h

间接供热方式：G=100×58×0.86×10/40=1247t/h

根据以上计算结果可以得出，在相同的供热负荷情况下，混水直供方式一次管网的循环水量小于间接供热方式一次循环水量。也就是说，在相同的一次管网流量情况下，混水直供方式所能承担的负荷大于间接供热方式，管网的供热能力提高，可增加热负荷，供热经营收入也会相应增加。

3.3热力站建设方面

3.3.1热力站内设备方面

混水直供方式热力站内主要设备材料包括循环水泵、除污器、阀门、电气设备、自控设备。

间接供热方式与混水直供方式比较，热力站内增加了板式换热器、补水箱、补水泵等设备。

3.3.2热力站建筑面积

由于站内增加了板式换热器和补水箱、补水泵等设备，间接供热方式热力站建筑面积要大于混水直供方式热力站建筑面积。

3.3.3热力站建设初投资

间接供热方式热力站建筑面积增大，设备增加，所以其建设初投资要大于混水直供方式热力站。根据已完成的项目对比，在站内自动化控制水平相一致的情况下，间接供热方式热力站建设初投资要比混水直供方式热

3.4节约能源方面

混水直供方式热力站没有换热设备，不存在中间换热环节，减少了热损失，热网输送来的热量利用较充分，节约能源；站内热损失仅为管道及管件散热，热量损失很小。

间接供热方式使用的换热器存在换热效率，热网输送来的热量利用不充分，在热交换过程中还会产生大约5%的热量损失。换热器本身散热量也较大损失。另外， 间接供热方式一次网回水温度较高，在输送回热源过程中的热量损失也比混水直供方式回水热损失大。

3.5热力站运行维护方面

间接供热方式热力站内换热设备要定期进行清洗、除垢，垫片、胶圈定期进行更换，维护工作量大；直混供热方式热力站只需要在停热后对水泵和阀门进行常规检修，维护工作量小，工人劳动强度较低。

3.6热力站运行费用方面

间接供热方式热力站内用电设备容量大于混水直供方式热力站，采暖期内设备运行耗电量较高。

3.7热网运行调节方面

间接供热方式一次网和二次网通过换热器分隔开，一次网参数波动不会影响到二次网参数，二次网运行参数相对稳定，调节方便，安全性较高。近几年，随着自动化控制设备及技术在供热领域的应用，混水直供方式的不足已彻底得到解决，混水直供方式热网规模越来越大，已达到2000多万平方米以上。

4.结论

通过以上分析和对比可以看出，混水直供方式较间接供热方式在带热负荷能力、项目建设初投资、运行费用、检修维护、节能降耗等方面具有较大的优势。随着自动化设备和技术的发展及应用，混水直供方式在热网运行调节方面的不足已经得以弥补，其未来发展和利用空间将更加广阔。