供熱換熱站及熱力二次網(wǎng)節(jié)能改造淺析

程斌

摘?要：近年來人們生活水平的提高，對居住環(huán)境的要求也在提高。我國的供暖和集中供熱事業(yè)得到了迅速的發(fā)展。在我國，建筑能源占所有能源的四分之一，而供熱系統(tǒng)的節(jié)能是建筑節(jié)能的一個重要組成部分。因此，近年來節(jié)能控制在供熱系統(tǒng)中的應用口益受到很高的重視，加以實施開放的政策，使我國供熱事業(yè)，在供熱技術方面和供熱規(guī)模都有很大的發(fā)展。本文就供熱換熱站及熱力二次網(wǎng)節(jié)能改造展開探討。

關鍵詞：供熱;循環(huán)泵;供熱調節(jié);節(jié)能

進入二十一世紀以來，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，城市集中供熱系統(tǒng)也獲得了長足的發(fā)展。作為耗能大戶，城市集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展對能源的需求也將持續(xù)走高，同時亦對城市環(huán)境的影響越來越明顯。供熱系統(tǒng)新技術、新方法在工程實踐中的大力推廣與應用，提高供熱系統(tǒng)的運行管理水平，加強能源的綜合利用效率，使有限的資源盡可能得到充分的利用，是我國集中供熱事業(yè)發(fā)展的方向。

1?項目概況

某熱力站承擔某小區(qū)A號樓～F號樓居民樓的供暖，設計總供熱面積為26.4萬m²。小區(qū)6棟樓均為25層的高層建筑，采用地板輻射的方式供暖，分為地暖低區(qū)和地暖高區(qū)，地暖低區(qū)設計供熱面積為14.8萬m²，實際供熱面積為12.12萬m²，設計供回水溫度為50℃/40℃;地暖高區(qū)為11.6萬m²，實際供熱面積為11.25萬m²，設計供回水溫度為50℃/40℃。該站2012年建成投運后，出現(xiàn)了用戶冷熱不均以及耗電量過大的問題。據(jù)統(tǒng)計，2014年2月16日～2014年2月22日7d時間，系統(tǒng)周耗電量達到20306kW·h，水泵整個采暖季恒定頻率運行，一個采暖季的耗電量高達438029kW·h，按照電價0.66元/（kW·h）計算，一個采暖季電費就要28.9萬元，大大增加了供熱企業(yè)的成本。節(jié)能改造降低運行成本，徹底解決用戶冷熱不均的問題迫在眉睫。

2?國內集中供熱節(jié)能研究現(xiàn)狀

我國的建筑節(jié)能工作大體是從20世紀80年代初開始的。80年代初我國國民經(jīng)濟出現(xiàn)了嚴重的比例失調，能源供應極為緊張，國家確定了“大力開展以節(jié)能為中心的技術改造和結構改革”的能源方針，改造了二十萬臺小型鍋爐，換成高能效、低能耗的大型鍋爐，另一方面推廣集中供熱，把集中供熱作為節(jié)能的一項重要途徑在全國大力推廣。80年代后期，由于一直以來采用粗放的經(jīng)營管理模式，看天燒火，單位面積能耗高等一系列問題逐漸突出。90年代初，供熱節(jié)能不斷受到大家的重視，供熱企業(yè)和管理單位認識到節(jié)能降耗、提高供熱效益所帶來的好處，也開始考慮和建立節(jié)能管理工作規(guī)范化、制度化、標準化，對供熱節(jié)能的健康發(fā)展有著深遠的影響。進入21世紀以后節(jié)能減排綜合性工作方案指出從各個環(huán)節(jié)來全面推進建筑的節(jié)能減排工作。我國在21世紀初開始了既有建筑的綜合節(jié)能改造的研究工作，在北方的很多城市，如：北京、唐山、天津、哈爾濱、蘭州、沈陽等很多城市都做了一定規(guī)模的技術及理論研究和工程示范工作，在建筑節(jié)能改造技術和政策方面的支持及資金的注入，也進行了相應的研究和探索，總結了不少有益的經(jīng)驗。隨著經(jīng)濟體制改革和供熱綜合節(jié)能技術的發(fā)展，供熱節(jié)能范圍由以前的粗放的節(jié)能方法向包括熱用戶、供熱調節(jié)、運行管理及熱源、熱網(wǎng)、熱力站四個方面內容進行，這些技術措施是全國各熱力單位在實踐中總結的經(jīng)驗，很有實用價值。我國供熱行業(yè)經(jīng)歷了規(guī)模由小到大、技術水平由低到高的發(fā)展過程，隨著節(jié)能工作的不斷開展，其技術水平和認識程度也逐步地提高和深入。為了促進供熱節(jié)能事業(yè)取得新的進展，應加強政府職能與市場手段的結合，進一步完善建筑節(jié)能法律法規(guī)，建立健全建筑節(jié)能標準體系和技術體系，利用財稅激勵政策及節(jié)能教育宣傳等推動供熱節(jié)能工作。

3?供熱換熱站及熱力2 次網(wǎng)節(jié)能改造方案

3.1?管網(wǎng)的初調節(jié)

新建或者改建管網(wǎng)進行初調節(jié)是必不可少的，供熱初調節(jié)應納入到設計和施工內容的一部分。特別是枝狀管網(wǎng)，由于近遠端距離相差比較大，僅靠管道的口徑進行水力平衡是無法實現(xiàn)的，所以只能靠閥門進行調節(jié)。從改造前地暖低、高區(qū)的運行結果看，低區(qū)系統(tǒng)實際運行供回水溫度為3.71℃，高區(qū)系統(tǒng)實際運行供回水溫度為6.97℃，高、低區(qū)設計供回水溫差10℃，都有一定差距，其溫差差距就是水力不平衡的直接反映。水泵功率和循環(huán)流量的三次方成正比，大流量，小溫差運行是造成運行電耗過高的主要原因，故管網(wǎng)的初步調節(jié)是必不可少的。本工程采用比例調節(jié)和回水溫度混合調節(jié)方法，使管網(wǎng)達到一個理想的水力平衡狀態(tài)。

3.2?二次管網(wǎng)恒壓點壓力應保持穩(wěn)定

換熱站供熱系統(tǒng)中，恒壓點是指在供熱系統(tǒng)停止或運行狀態(tài)下，壓力始終保持恒定不變的點。保證恒壓點壓力恒定不變是換熱站供熱系統(tǒng)正常運行的前提條件。必須保證供熱系統(tǒng)無汽化現(xiàn)象，保證散熱設備不會被壓壞，保證換熱站供熱系統(tǒng)充滿水不倒空，保證熱用戶有足夠的壓力。當恒壓點壓力不穩(wěn)定時，必然會造成供熱管網(wǎng)壓力的波動，從而無法保證換熱站供熱系統(tǒng)的正常運行，無法實現(xiàn)供、回水溫度的穩(wěn)定，因此無法滿足熱用戶的需求。

3.3?循環(huán)水泵選擇

通過對水泵揚程、流量、功率的測試，結合運行記錄二網(wǎng)供回水溫度、壓力等參數(shù)，可以確定出水泵的運行效率，再結合建筑面積，根據(jù)以往相關類型建筑節(jié)能改造后的供回水溫差，可以確定出適宜的循環(huán)泵流量和揚程，控制循環(huán)泵的工作點位于水泵的高效區(qū)。根據(jù)計算結果，地暖低區(qū)的面積熱指標為28.33W/m²，地暖高區(qū)的面積熱指標為19.42W/m²，由于目前系統(tǒng)尚存在水力失調，部分用戶不熱，因此在匹配循環(huán)泵時，地暖低區(qū)面積熱指標取35W/m²，循環(huán)泵的設計參數(shù)：流量為366.91m³/h，揚程為11.6mH₂O，根據(jù)流量和揚程，選擇水泵額定流量400m³/h，額定揚程為12.5mH₂O，額定功率為22kW;地暖高區(qū)面積熱指標取25W/m²，循環(huán)泵的設計參數(shù)：流量為241.92m³/h，揚程為12mH₂O，根據(jù)流量和揚程，選擇水泵額定流量300m³/h，額定揚程為12mH₂O，額定功率為22kW。

3.4?故障診斷，確保系統(tǒng)可靠運行

目前，我國供熱系統(tǒng)故障檢測方面還沒有成熟的辦法，供熱系統(tǒng)故障很難在出現(xiàn)初期就被發(fā)現(xiàn)，有些時候即使判斷出系統(tǒng)發(fā)生了故障但是很難確定準確的位置，不但嚴重影響了正常供熱，同時也增加了檢修難度。利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，通過對供熱系統(tǒng)運行參數(shù)的分析，可以及時診斷出系統(tǒng)中存在的泄漏以及堵塞等故障的位置，以便及時采取措施，保證供暖的質量。

4?結語

通過本工程實踐，節(jié)能改造后其整個采暖季平均供回水溫度接近10℃，其值接近設計供回水溫度，故“大流量、小溫差運行”主要是由水力不平衡引起的。（2）換熱站主要的用電設備為循環(huán)水泵，減小循環(huán)水泵用電量的主要途徑是提供循環(huán)水泵的效率及管網(wǎng)平衡，達到“小流量，大溫差運行”。（3）理論節(jié)電率60.9%只是考慮循環(huán)泵功率在改造前后的節(jié)電率，實際節(jié)電率57.23%是整個熱力站用電量在節(jié)能改造前后的節(jié)電率，其理論節(jié)電率和實際節(jié)電率非常接近，說明熱力站主要的耗電設備為循環(huán)泵，同時也證明理論分析的正確性。

參考文獻：

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