分布式变频供热系统改造实践分析

夏静

【摘 要】 本文根据本溪市衡泽热力发展有限公司热源工程，对分布式变频供热系统改造进行了分析，分别介绍了改造前现状、改造内容及采用的节能技术措施、节能效果分析节能量计算。

【关键词】 变频 供热系统 改造

1 公司热源简介

本溪衡泽热力发展有限公司现有两个大型热源厂，彩屯热源厂现有3台80吨循环流化床热水锅炉、2台75吨蒸汽锅炉、3台40吨循环流化床热水锅炉，供暖面积530万平，有一个太子河主循环泵站。供暖范围为彩屯、溪湖、北地、消防、西胜区域.转山热源厂现有3台70吨往复炉排热水锅炉，有一个主循环泵站，供暖面积220万平，供暖范围为转山、平山、东明、东风区域。小锅炉房供暖面积为50万平。目前公司已建有62个换热站。

2 改造前现状

2009年前在转山热源厂二环循环主泵站及彩屯热源厂太子河二环循环主泵站，安装有GPRS全网平衡系统软件，调度中心计算机系统能够显示各换热站各项运行参数，并控制各个换热站的运行，但供热区域较大，存在二环主泵站近端换热站温度过高，用户室内温度接近25度，用户经常开窗，浪费能源；远端太冷，室内温度只有10度左右，为保证远端换热站用户温度，增加二环管网供水温度加大系统循环流量，直接增加彩屯热源厂及转山热源厂运行负荷，在转山热源厂主循环泵站安装1台355KW的循环泵，在彩屯热源厂太子河泵站安装1台560KW的循环泵，主循环泵功率很大，加大能源消耗不但造成能源浪费也很难保证远端用户室内温度。

3 改造内容及采用的节能技术措施

供热系统循环水泵传统设计方法是在热源处设计单泵系统，用于克服热源、热网和热用户系统阻力而提供输送热媒所需要动力。由于循环水泵设计在热源处选择流量、扬程设计值，设计思想在供热系统近端热用户形成过多资用压头。为使近端热用户循环流量不超标设置流量调节阀，将多余资用压头消耗掉，节流损失是循环水泵设计方法本身造成。

传统设计造成供热系统能效水平低下.供热系统能效高低取决于两方面因素：无效供热量多少，无效供热量包括锅炉热损失、外网热损失和系统冷热不均引起无效热量；管网热媒输送中无效电能的数量。冷热不均无效热量和热媒输送过程无效电能都与循环水泵设计方法不合理有直接关系。根据统计计算冷热不均产生无效热量约占系统总供热量30-40%，输送管网的无效电耗约占30-60%。采用正确系统循环水泵设计思路具有很大节能潜力。

供热系统循环水泵正确设计思想应该是尽量减少热媒输送过程中无效电耗。什么是管网输送的无效电耗呢？首先需要承认建立各热用户飞设计资用压头和各输送管网设计压头是必须保证有效电耗。各热用户多余资用压头，即循环水泵传统设计方法产生的无效电耗.部分动力将被各种流量调节阀通过节流方式消耗掉。热用户多余压头，通过节流方法加以消耗，调节流量、消除冷热不均来说是有效调节，从循环水泵更加科学设计思想来说热用户多余资用压头，确实变成无效电耗，循环水泵传统设计方法不经济主要所在。

推荐采用多种分布式变频系统，如逐级设置多个供水或回水加压泵.技术在行业内已经逐渐被使用。采用分布式变频系统后具有无用功小、运行费用低、适应管网热负荷变化的能力强等诸多优点，整个系统信息化、自动化监控程度高，在节能方面具有明显的优势。

2010年由原热源二次网集中循环水系统，改造为“分布式变频”循环水系统。“分布式变频”技术目前在国内被成熟的应用于供热系统，而“分布变频”系统节能效果的充分体现，主要反映在强化运行调节手段，优化运行方式，同时建立网源一体的生产管理模式，尤其是在热量管理模式下的气候补偿自动调节供热方式的应用，是体现“分布式变频”技术最佳节能方式。当供热系统采用气候补偿调节供热时，每个站点供热量随着室外气温变化进行自动调节，要求热源锅炉负荷随之联动一种调节方式，热源锅炉负荷调节能否及时与热网负荷频繁联动，近几年楼栋供热计量建立和应用，用户端室温调节随室外气温变化进行自主调节形成热力网供热负荷必须随用户端用热量跟踪调节能力。建立“分布式变频”系统，实现热力网自动化控制，及时有效随用户端的负荷变化调节各换热站用热量。对于热源运行锅炉来说由于锅炉负荷升降过程受锅炉燃烧工况特性制约，锅炉负荷调节频次和调节幅度大小直接影响到热网热力工况失调和整个系统不一致性。为解决这一矛盾依靠热源供回水母管处均压管，当热网负荷降低时均压管将锅炉输出多余热量输送到回水母管，提高锅炉进行温度，降低锅炉煤耗.均压管的输送能量随热网负荷变化进行量调，供回水间通过浑水过程来调节网、源负荷保持一致。通过对分布式变频系统应用强调在优化运行管理模式上入手，有效提高分布式变频系统优越性。

在转山及溪湖地区21个换热站内分别设置二环循环水泵替代主循环水泵并加装变频调速装置，根据用户端负荷变化情况自动调节，在满足热网中各用户室内温度前提下适时调节二环管网循环流量，降低电耗。分布式变频调节热网平衡是各站各取所需，改变以往集中设置主循环水泵传统做法，在各换热站分别设置二环循环水泵替代主循环水泵并加装变频调速装置，根据用户端负荷变化情况自动调节，在满足热网中各用户室内温度前提下适时调节二环管网循环流量，降低电耗；能源合理分配，减少彩屯、转山热源厂锅炉运行负荷，降低煤炭消耗（表1）。

4 节能效果分析节能量计算

根据上述情况转山及溪湖地区原二环循环泵功率分别为355KW、560KW，采用分布式变频技术改造后，在转山及溪湖地区各个换热站内的二环循环泵功率合计分别为221.5KW、349.5KW。年运行按3648小时进行节能量计算，节电量为：（355+560-221.5-349.5）×3648=125.49万千瓦时，每度电按0.84元计算，节约资金107万元。按年度机组标准发电煤耗1.229吨/万千瓦时计算，节约标煤154.23吨。

5 结论

分布式变频供热系统改造工程是我公司节能的重点工作，和传统供热系统相比，分布式变频系统作为一种新型的供热系统运行形式，通过合理设计显著降低供热一次管网总电装容量，尤其是锅炉房内主循环泵功率大幅度降低.改造后运行效果良好，节能效果显著。

参考文献

[1] 姜红.分布式变频调节系统的改造效益评估—— 以北京市昌平区北环供热厂外网改造为例[J].建筑节能，2009（2）15-18

[2] 高洪瑞.城镇供热系统改造规划的成功尝试[J]，工程建设与设计，2009（8） 66-70