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摘 要：混水供热系统在集中供热发展过程中相对缓慢。随着供热技术水平的发展及先进监控设备在供热系统中的成功应用，混水直供系统也慢慢的找到了它自身的控制方式，实现了既经济又节能的调节方式。
关键词：混水供热系统；应用；节能
前言
混水供热系统在集中供热发展过程中相对缓慢，其原因主要是早期缺乏热网平衡及控制方法，同时也难以解决热源对水质质量的要求。随着供热技术水平的发展及先进监控设备在供热系统中的成功应用，混水直供系统也慢慢的找到了它自身的控制方式，实现了既经济又节能的调节方式。
1 混水供热系统的特点
1.1 初投资费用低：混水直供系统不需要换热器以及变频补水定压方式所需要的设备和管件，设备少，占地面积小，设备购置费、安装费、土建造价明显降低，所以混水站的投资费用相对于间接换热站较低。
1.2 维护费用少：混水直供系统不需要换热器，换热器通常每隔一段时间就需要做定期的除污清洗，特别是板式换热器流道间相对狭窄，容易结垢，换热板间严密性要求高，密封垫在拆装过程中容易损坏，这样会造成换热站维修成本的增加，混水系统在检修期间相对于间接供热方式节省大量的维护费用，经估算平均每年单台换热器维修费用在3000元左右。
1.3 热损耗小：混水直供系统不需要换热器，同时也就没有换热器的散热损失，所以混水直供系统相对于间接供热热效率更高。
2 实例分析
某换热站现有供热面积为20万平方米，热指标为58W/m2，间接换热一级网设计供回水温度为110℃/70℃，二级网设计供回水温度为70℃/50℃；混水直供一级网设计供回水温度为110℃/50℃，二级网设计供回水温度为70℃/50℃；一级网供水压力在0.45-0.61MPa之间波动，一级网回水压力在0.43-0.59MPa之间波动，二级网供水压力需要达到0.55MPa，二级网回水压力需要达到0.38MPa，才能满足供热的基本要求。
站内现有3台板式换热器，2台循环水泵，2台补水泵，1套除污器，1台软化水箱，1台全自动软水器。
由于原有换热站供热效果不佳，现对换热站进行混水直供系统改造。改造后，换热站既保留原有间接换热系统又增加了混水直供系统，不仅改善了供热效果，又保证了系统的安全性、可靠性。
3 解决混水直供站存在的以下问题
（1）一级网超压时无保护措施。（2）二级网超压时无保护措施。（3）断电时无保护措施。（4）一级网供水压力过低时，不能满足供热需求。（5）一级网回水压力过低时，所引起系统倒空问题。
4 具体改造内容为
a.混水泵、回水加压泵的流量和扬程确定；b.一、二级网供回水管径的确定；混水管径的确定；c.相关阀门、设备管径的确定。
5 技术方案
新增1台混水泵、1台回水加压泵和2套反冲洗卧式角通除污器，利用原有换热站建筑空间以及现场管道的布置情况，现场勘测确定新增设备位置。
5.1 管径确定
（1）计算条件与计算参数
热力网供回水按一级网设计温度110/50℃、二级网设计温度70/50℃计算，局部阻力按当量长度计取，系数按0.3，绝对粗糙度按K=0.5mm。
（2）确定管线的管径
计算公式：R=6.88×10-3K0.25G2/Pd5.25
V=3.69×10-4G/d2
式中：R-比摩阻，Pa/m；K-管壁的当量绝对粗糙度，M：取0.5×10-3m；G-管段的水流量，t/h；P-水的密度，kg/m3；d-管子的内径，m。
通过水力计算，确定新增一级网供水管管径为DN250，新增二级网回水管管径为DN350，新增混水管管径为DN250。
5.2 水泵选择
混水一级网设计供回水温度为110℃/50℃，二级网设计供回水温度为70℃/50℃。
（1）混水管道的设计流量应按下列公式计算：
Gh'=uGh
u=（t1-θ1）/（θ1-t2）
式中：Gh'-混水装置设计流量t/h；Gh-采暖一级网设计流量t/h；u-混水设计混合比；t1-一级网设计供水温度110℃；θ1-用户采暖系统设计供水温度70℃；t2-用户采暖系统设计回水温度50℃。
得出：u=2.0
Gh=166.3t/h
新增混水泵流量为
Gh'=2×（58×20×10000×0.86）/（（110-50）×1000）=332.5t/h
（2）一级网回水加压泵的设计流量应按下列公式计算：
G2=1.1Gh
得出：G2=182.89t/h
（3）水泵扬程的确定
混水泵扬程：
H1=（二级网供水压力-二级网回水压力）+富余量=20m
一级网回水加压泵扬程：
H2=（一级网回水压力-二级网回水压力）+富余量=25m
（4）水泵的确定
新增混水泵流量为332.5t/h，扬程为20m，回水加压泵流量为183t/h，扬程为25m。
5.3 工艺保护措施
（1）一级网超压应对措施
a.一级网供水管道上选择断电关断型电动调节阀。（断电时可自动关闭，防止一级网压力传导到二级网，引起二级网超压）。
b.在一级网供水电动调节阀出口后加机械式安全阀。
（2）二级网超压应对措施
在二级网供水管道和回水管道上分别加装一个机械安全阀。（在供电正常情况下也可以对电磁泄压阀进行二次保护）。
5.4 自控保护措施
（1）二级网超压应对措施
a.二级网超压时，自动打开二级网回水泄压电磁阀。b.二级网超压时，停止二级网供水加压泵。c.将一级网供水电动调节阀预置到故障设置值。d.二级网压变通道故障（信号消失、断线、超量程等），以上保护措施同时启动。
（2）一级网超压应对措施。一级网超压时，自动打开一级网联通电磁阀。
（3）用户侧倒空现象应对措施。一级网回水压力值低于二级网回水压力值，此时应先将调节阀开度减小至某一开度值（此开度值可人为设定），并停止二级网回水加压泵，防止二級网回水压力被一级网回水压力拉低，形成用户侧倒空现象。
（4）断电报警。调度中心上位系统做网络通讯状态故障延时报警。
（5）二级网超温应对措施
a.二级网超温时，自动打开二级网回水泄压电磁阀。b.二级网超温时，停止二级网供水加压泵。c.将一级网供水电动调节阀预置到故障设置值。d.二级网温变通道故障（信号消失、断线、超量程等），以上保护措施同时启动。
6 总结
混水供热系统投资省、运行费用低、系统简单、维护方便，在一定规模的供热系统中还会长期存在，然而不同形式的混水系统设计方案，存在着巨大的能耗差别。以上论述证明：混水直连供热方式相对于单纯直连供热方式而言是一种优化节能设计方案，在某些方面甚至优于间接连接形式的供热系统。
关键词：混水供热系统；应用；节能
前言
混水供热系统在集中供热发展过程中相对缓慢，其原因主要是早期缺乏热网平衡及控制方法，同时也难以解决热源对水质质量的要求。随着供热技术水平的发展及先进监控设备在供热系统中的成功应用，混水直供系统也慢慢的找到了它自身的控制方式，实现了既经济又节能的调节方式。
1 混水供热系统的特点
1.1 初投资费用低：混水直供系统不需要换热器以及变频补水定压方式所需要的设备和管件，设备少，占地面积小，设备购置费、安装费、土建造价明显降低，所以混水站的投资费用相对于间接换热站较低。
1.2 维护费用少：混水直供系统不需要换热器，换热器通常每隔一段时间就需要做定期的除污清洗，特别是板式换热器流道间相对狭窄，容易结垢，换热板间严密性要求高，密封垫在拆装过程中容易损坏，这样会造成换热站维修成本的增加，混水系统在检修期间相对于间接供热方式节省大量的维护费用，经估算平均每年单台换热器维修费用在3000元左右。
1.3 热损耗小：混水直供系统不需要换热器，同时也就没有换热器的散热损失，所以混水直供系统相对于间接供热热效率更高。
2 实例分析
某换热站现有供热面积为20万平方米，热指标为58W/m2，间接换热一级网设计供回水温度为110℃/70℃，二级网设计供回水温度为70℃/50℃；混水直供一级网设计供回水温度为110℃/50℃，二级网设计供回水温度为70℃/50℃；一级网供水压力在0.45-0.61MPa之间波动，一级网回水压力在0.43-0.59MPa之间波动，二级网供水压力需要达到0.55MPa，二级网回水压力需要达到0.38MPa，才能满足供热的基本要求。
站内现有3台板式换热器，2台循环水泵，2台补水泵，1套除污器，1台软化水箱，1台全自动软水器。
由于原有换热站供热效果不佳，现对换热站进行混水直供系统改造。改造后，换热站既保留原有间接换热系统又增加了混水直供系统，不仅改善了供热效果，又保证了系统的安全性、可靠性。
3 解决混水直供站存在的以下问题
（1）一级网超压时无保护措施。（2）二级网超压时无保护措施。（3）断电时无保护措施。（4）一级网供水压力过低时，不能满足供热需求。（5）一级网回水压力过低时，所引起系统倒空问题。
4 具体改造内容为
a.混水泵、回水加压泵的流量和扬程确定；b.一、二级网供回水管径的确定；混水管径的确定；c.相关阀门、设备管径的确定。
5 技术方案
新增1台混水泵、1台回水加压泵和2套反冲洗卧式角通除污器，利用原有换热站建筑空间以及现场管道的布置情况，现场勘测确定新增设备位置。
5.1 管径确定
（1）计算条件与计算参数
热力网供回水按一级网设计温度110/50℃、二级网设计温度70/50℃计算，局部阻力按当量长度计取，系数按0.3，绝对粗糙度按K=0.5mm。
（2）确定管线的管径
计算公式：R=6.88×10-3K0.25G2/Pd5.25
V=3.69×10-4G/d2
式中：R-比摩阻，Pa/m；K-管壁的当量绝对粗糙度，M：取0.5×10-3m；G-管段的水流量，t/h；P-水的密度，kg/m3；d-管子的内径，m。
通过水力计算，确定新增一级网供水管管径为DN250，新增二级网回水管管径为DN350，新增混水管管径为DN250。
5.2 水泵选择
混水一级网设计供回水温度为110℃/50℃，二级网设计供回水温度为70℃/50℃。
（1）混水管道的设计流量应按下列公式计算：
Gh'=uGh
u=（t1-θ1）/（θ1-t2）
式中：Gh'-混水装置设计流量t/h；Gh-采暖一级网设计流量t/h；u-混水设计混合比；t1-一级网设计供水温度110℃；θ1-用户采暖系统设计供水温度70℃；t2-用户采暖系统设计回水温度50℃。
得出：u=2.0
Gh=166.3t/h
新增混水泵流量为
Gh'=2×（58×20×10000×0.86）/（（110-50）×1000）=332.5t/h
（2）一级网回水加压泵的设计流量应按下列公式计算：
G2=1.1Gh
得出：G2=182.89t/h
（3）水泵扬程的确定
混水泵扬程：
H1=（二级网供水压力-二级网回水压力）+富余量=20m
一级网回水加压泵扬程：
H2=（一级网回水压力-二级网回水压力）+富余量=25m
（4）水泵的确定
新增混水泵流量为332.5t/h，扬程为20m，回水加压泵流量为183t/h，扬程为25m。
5.3 工艺保护措施
（1）一级网超压应对措施
a.一级网供水管道上选择断电关断型电动调节阀。（断电时可自动关闭，防止一级网压力传导到二级网，引起二级网超压）。
b.在一级网供水电动调节阀出口后加机械式安全阀。
（2）二级网超压应对措施
在二级网供水管道和回水管道上分别加装一个机械安全阀。（在供电正常情况下也可以对电磁泄压阀进行二次保护）。
5.4 自控保护措施
（1）二级网超压应对措施
a.二级网超压时，自动打开二级网回水泄压电磁阀。b.二级网超压时，停止二级网供水加压泵。c.将一级网供水电动调节阀预置到故障设置值。d.二级网压变通道故障（信号消失、断线、超量程等），以上保护措施同时启动。
（2）一级网超压应对措施。一级网超压时，自动打开一级网联通电磁阀。
（3）用户侧倒空现象应对措施。一级网回水压力值低于二级网回水压力值，此时应先将调节阀开度减小至某一开度值（此开度值可人为设定），并停止二级网回水加压泵，防止二級网回水压力被一级网回水压力拉低，形成用户侧倒空现象。
（4）断电报警。调度中心上位系统做网络通讯状态故障延时报警。
（5）二级网超温应对措施
a.二级网超温时，自动打开二级网回水泄压电磁阀。b.二级网超温时，停止二级网供水加压泵。c.将一级网供水电动调节阀预置到故障设置值。d.二级网温变通道故障（信号消失、断线、超量程等），以上保护措施同时启动。
6 总结
混水供热系统投资省、运行费用低、系统简单、维护方便，在一定规模的供热系统中还会长期存在，然而不同形式的混水系统设计方案，存在着巨大的能耗差别。以上论述证明：混水直连供热方式相对于单纯直连供热方式而言是一种优化节能设计方案，在某些方面甚至优于间接连接形式的供热系统。