热力站节能降耗改造措施及效果分析

张 佳 敏

(太原市热力公司，山西 太原 030001)



热力站节能降耗改造措施及效果分析

张 佳 敏

(太原市热力公司，山西 太原 030001)

介绍了热力站节能降耗必要性，从换热器、循环泵、补水水箱三方面，对热力站主要设备节能降耗改造措施进行了效果分析，提出了节能降耗的注意事项，达到了热力站优质经济运行的目的。

热力站，换热器，循环泵，补水水箱

0 引言

随着我国经济实力和综合国力的不断提升，供热事业得到了大规模的推进发展，但快速发展的同时也伴随着一系列问题，譬如能源短缺和环境污染问题，对热力站采取有效的节能降耗措施是集中供热得以可持续发展的需要，必须足够重视。

目前太原市集中供热覆盖达1.7亿 m2。为了优化集中供热质量，太原市积极开展了联网扩容改造工程、既有建筑节能改造工程等，在我市集中供热和城市基础设施建设中充分发挥了主力军作用。要节能降耗首先要分析热力站能耗过大的原因，尽可能用最经济的循环流量将适量的热量分配到各个热用户。

1 热力站节能降耗必要性

热力站是城市集中供热系统中热网与用户的连接站，是城市供热的枢纽环节。它的作用是根据热网工况和用户的不同条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求。目前能耗较高是热力站普遍存在的问题，主要是由泵和换热器等设备的选型不合理、运行管理存在问题和管道连接方式不合理造成的。

太原市热力公司第三供暖分公司主要承担(瑞光热电)集中供热工程所涉及区域内的供热运行和供热管理等工作。2017年分公司实际供热面积1 197万 m2(含城南供热面积240万 m2)，共有热力站107座(含4座自管站)。根据以往运行经验及研究表明，热力站应设置在高负荷中心或用户小区中心，以减少因供热半径过长带来的热损失以及增加的成本，达到节能降耗的效果，循环水泵应设置在高效区，以降低电耗，水泵的流量应适宜，以减少管道的热损失。在保证设备安全和采暖用户室内温度指标的前提下，热力站的经济运行，是企业节能降耗，降低运营成本的关键。

2 热力站主要设备节能降耗改造措施及效果

水—水换热热力站的主要设备有换热器、循环泵、补水泵、补水水箱、除污器、过滤器、软水器等，正确选配热力站设备是节能降耗的基础。

下面结合实际运行情况，分析换热器、循环泵及补水水箱节能降耗改造措施及效果。

2.1 换热器

热交换设备的选型直接影响着换热效率及能耗大小。在设计热力站时，换热器的容量和台数应根据热负荷调节并按照最不利工况进行选择，换热器应满足热媒(一、二次侧)的工作压力、温度等参数的要求，当采用板式换热器时，单台的板片数应控制在50片～100片之间较宜，从节能降耗角度考虑，应选用结构紧凑，传热系数高，流动阻力小及使用寿命长的换热器，换热器的传热系数宜不小于3 000 W/(m2·K)。为了降低站内管道系统阻力损失，换热器的一、二次水的进出口管径不宜过小，最大流速宜控制在0.5 m/s以下，如果采用小管径高流速运行，节能改造需在进出口之间加装旁通管和调节阀门。

2.2 循环泵

循环泵的正确选型、合理使用和管理，对于确保正常供热和提高经济效益是十分重要的。水泵的实际工作点不是由水泵本身决定的，而是由水泵和管路系统共同决定的。循环泵的流量应与采暖系统的计算流量相匹配，扬程应与管网系统的总阻力损失相符合。过大或过小都会影响水泵的运行效率。选择循环泵时首先应对各个厂家样本的参数进行对比，选择高效节能型，即在相同(或相近)流量和扬程的前提下，配用的电机功率较低的泵型。根据热负荷认真计算统计系统总流量，所选水泵的流量不应大于设计流量的10%，认真计算热力站内、室外管网系统及最远(最不利点)用户的系统总阻力，所选水泵的扬程按管网系统的总阻力最多加15 kPa～30 kPa。

2016年夏季，为了改善供热效果，降低热力站运行能耗，分公司以绿军苑热力站为试点，实施了热力站及二次网节能降耗改造。经过一个冬季的运行检验，发现供热运行工况良好，节能效果明显，节约量与节能改造方案基本吻合，达到了预期目的。

绿军苑热力站于2013年建成投运，站内设暖气片低区一套系统，为绿军苑小区5栋7层住宅楼和5栋12层住宅楼供暖，该热力站2015年—2016年采暖季供热面积为89 084.45 m2，2016年—2017年采暖季供热面积为97 384.55 m2，站内安装有两台循环泵(型号：KQL150/345-30/4-QT，参数：Q=174 t/h，H=38 m，P=30 kW)，变频控制。由于该小区住宅楼采用上供下回暖气片供热系统形式，经过对运行数据和实际测量结果的分析，原暖气片低区设计热指标为70 W/m2，实测热指标为38 W/m2，该现象为站内循环水泵选型余量较大，用户庭院管网水力失调严重所导致的。尽管热力站采用大流量小温差方式运行，但是供热效果依旧欠佳，运行各项指标都偏大。该热力站耗热量有：用户耗热量、站内换热器换热损失耗热量、管网损失耗热量。其中主要耗热量为用户侧散热器。经过对该站实施节能降耗改造措施，节热5 736.29 GJ/采暖季，单位面积节热0.100 GJ/(采暖季·m2)，节热率为20.8%(按照供热面积97 384.55 m2折算，总节热9 738 GJ/采暖季)，该站总节约热费11.5万元/采暖季。 2015年—2016年采暖季和2016年—2017年采暖季节电量为86 460 kWh，单位面积节电1.06 kWh/m2，节电率为54.9%(按照供热面积为97 384.55 m2折算，节电量为103 227.6 kWh)，该站总节约电费5.8万元/采暖季。

具体节能降耗改造措施：

1)加大主干线供回水温差，降低循环水泵流量，减小管网损失。

2)热力站内将其中一台30 kW(型号：KQL150/345-30/4-QT，参数：Q=174 t/h，H=38 m，P=30 kW)循环水泵更换成一台18.5 kW(型号：KQL150/285-18.5/4，参数：Q=173.6 t/h，H=24 m，P=18.5 kW)循环水泵。

3)拆除热力站循环水泵出口止回阀及二次网过滤器，减小站内阻力损失。

4)在用户各热力入口加装平衡阀，便于水力平衡调节。

存在的问题：

1)平衡调节后的阀门开度可能由于用户行为而无法保持。

2)节能降耗改造需要在用户庭院管网上重新设置阀门，需征得用户支持。

绿军苑节能分析数据见表1，表2。

表1 2015年—2016年采暖季和2016年—2017年采暖季热量统计表

表2 2015年—2016年采暖季和2016年—2017年采暖季电量统计表

2.3 补水水箱

热力站补水水箱的有效容积按15 min～30 min的补水能力考虑，有效容积设计太大将造成初投资偏高。补水水箱有两个进水口，一补二进水管路由电磁阀和浮球阀控制进水，软水器至补水水箱的进水管路仅由浮球阀控制进水，浮球阀为易损耗设备，一旦发生故障无法关闭，水会顺着溢流管流出，不仅造成浪费，如果未能及时发现隐情，将有可能导致站内设备被浸泡，严重威胁站内安全生产运行。节能降耗改造可以将补水水箱的两个进水口整合成一个，由电磁阀和浮球阀双重控制水箱进水(电磁阀为自控设备，分公司中控室具备远程操控能力)，增加可靠性，并有效节省因不必要的水量(供热热媒为软化水)损失而造成能源浪费。

3 节能降耗注意事项

降低能耗、节约成本是供热企业生存、发展的根本。对于供热企业来说，提高经济效益的唯一途径就是节约成本。

1)对于热力站负荷偏小、循环泵功率偏大以及管网不平衡造成电耗过大的现象，可以采用增设变频器节约用电。

2)为缓解庭院网失衡问题，努力在运行初期做好管网调节，改变热力站“大流量、小温差”的不经济运行方式。

3)热力站应全面采用量调节，加强管网的运行调节，在采暖初寒、末寒期降低循环流量，达到节能降耗的目的。

综上所述，对热力站采取可靠、经济的节能降耗改造措施，可以取得一定的经济效益，也达到了满意的预期运行效果。经过节能改造，既节约了热耗、电耗、水耗，又不影响热用户正常供暖。因此，为了响应国家相关政策，热力站的节能降耗势在必行。应择优选取技术、经济支持的最佳节能降耗方案，以实现集中供热热力站在安全、稳定运行的前提下进一步实现优质经济运行。

[1] 贺 平，孙 刚，王 飞，等.供热工程[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

The energy saving and consumption reduction transformation measures and effects analysis thermal power station

Zhang Jiamin

(TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030001,China)

This paper introduced the necessity of energy saving and consumption reduction transformation of thermal power station, from the heat exchanger, circulating pump, supplement tank three aspects, made effect analysis on the energy saving and consumption reduction transformation measures of main equipment of thermal power station, put forward some matters needing attention of saving energy and consumption reduction, achieved the goal of high quality and economic operation of thermal power station.

thermal power station, heat exchanger, circulating pump, supplement tank

1009-6825(2017)17-0174-03

2017-04-02

张佳敏(1988- )，男，助理工程师

TU833

A